Меланофила остроконечная

Меланофила остроконечная
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	Анималия
Тип:	Членистоногие
Сорт:	Насекомые
Заказ:	Жесткокрылые
Семья:	Златки
Род:	Меланофила
Разновидность:	М. заостренная
Биномиальное имя
Меланофила остроконечная (Де Гир, 1774)
Синонимы [1]
Меланофила острая (Гмелин, 1790) Melanophila anthaxoides Marquet, 1870 г. Melanophila Appendiculata (Fabricius, 1792) Melanophila immaculata Mannerheim, 1837 г. Меланофила длиннолистная (Сэй, 1823) Melanophila morio (Фабрициус, 1792) Меланофила обскурата Льюис, 1893 г. Меланофила непрозрачная LeConte, 1860

Melanophila acuminata , известный как черный огненный жук или огненный клоп , является видом металлического древоточца из семейства Buprestidae . Он встречается в Карибском бассейне , Европе и Северной Азии (за исключением Китая), Центральной Америке, Северной Америке и Южной Азии. ^{[1] [2] [3]} Они получили свое общее название из-за того, что они роятся на свежеобожженных хвойных деревьях, которые они находят с помощью датчиков на своей груди . Взрослые особи черные и 7–11 мм в длину. ^[4]

Было высказано предположение, что эта муха — пиротокон , насекомое, которое, как утверждается, рождается из огня, из « Естественной истории » Плиния Старшего . ^[5]

Вид Melanophila acuminata этого семейства наиболее географически распространен, его особи распространены по всему Голарктическому региону (Австралия, Тасмания, Новая Гвинея) до Северной Африки и Карибского бассейна, куда они, вероятно, были завезены. Хотя его распространенность и численность относительно равномерно распределены, а не сосредоточены в определенном регионе, в Европе они более спорадичны и находятся на грани вымирания. Это, вероятно, связано с высоким уровнем контроля пожаров и преобладанием коммерческих хвойных лесов, характерных для Европы. В Неарктике взрослые особи в огромных количествах слетаются на лесные пожары и используют хвойные виды (сосну, пихту, хвойные) в качестве хозяев. ^[6]

Поскольку этот вид использует в качестве хозяев различные растения и деревья, он в первую очередь потребляет их в качестве пищевых ресурсов, в дополнение к соку и другим жидкостям сгоревших деревьев. Их специализированные структуры рта делают их хорошо приспособленными к этой диете, которая в значительной степени зависит от влаги и жидкости для питания. ^[7] Кроме того, несколько альтернативных пищевых ресурсов включают разлагающиеся органические вещества, присутствующие в районах, пострадавших от пожаров, такие как грибки, микроорганизмы и плоть животных. ^[8] Однако ограниченные исследования углубились в пищевые ресурсы Melanophila acuminata , поскольку основное внимание исследователей было сосредоточено на ее поведении и экологии.

Хотя родительская забота играет ключевую роль в репродуктивных стратегиях насекомых и приспособленности потомства, о родительской заботе у Melanophila acuminata известно относительно мало . Исследования задокументировали, что самки выбирают подходящие места для откладки яиц, ища обугленные и сгоревшие древесные субстраты. Химические сигналы, испускаемые сгоревшей растительностью, оказывают огромное влияние на выбор места для откладки яиц, а также на поведение при откладывании яиц. Родители будут охранять и ухаживать за скоплениями яиц, чтобы повысить выживаемость яиц и максимизировать скорость появления детенышей. Это альтруистическое поведение далее проявляется в том, что родители откладывают богатые питательными веществами выделения для поддержки роста личинок. Поэтому очевидно, что существует значительная родительская роль в заботе и инвестировании для формирования конкурентоспособных способностей к выживанию у личинок. ^[9]

Социальное поведение охватывает широкий спектр взаимодействий среди этой популяции, влияя на экологическую динамику и популяционные структуры. Понимание социального поведения видов, такого как их тенденции к агрегации, методы коммуникации и кооперативное поведение, помогает нам узнать больше об адаптивных стратегиях в ландшафтах, пострадавших от пожаров. Во-первых, Melanophila acuminata любит образовывать группы на сгоревших деревьях и обугленной растительности, что предполагает наличие феромонов, которые смягчают это поведение, а также подчеркивает роль факторов окружающей среды, таких как температура и влажность, во влиянии на эти тенденции. Далее, коммуникация играет решающую роль в содействии социальным взаимодействиям и эффективной координации внутри группы. Они демонстрируют химическую сигнализацию и слуховые сигналы, которые могут служить индикаторами привлечения партнера или местоположения ресурса. Кроме того, кооперативное поведение способствует коллективной обороне, приобретению ресурсов и воспроизводству для смягчения конфликтов, таких как хищники и экологические угрозы. Несколько кооперативных стратегий включают коллективные модели питания и гнездовое поведение, которые показывают, как Melanophila acuminata адаптировалась к экологическим вызовам для управления своим видом. ^[10]

В одном исследовании был проанализирован генетический состав Melanophila acuminata, произрастающего в Соединенном Королевстве. Исследователи секвенировали митохондриальный геном этого вида и обнаружили кольцевую молекулу длиной более 15 000 пар оснований. Геном состоял из типичного набора из 37 генов, обнаруженных в традиционных митохондриальных геномах животных, и отражал расположение, обнаруженное у жесткокрылых. Были перекрывающиеся нуклеотиды между генами и межгенные нуклеотиды, которые намекали на более сложный генотипический ландшафт и структуру. Кроме того, филогенетический анализ жука и 19 других видов жесткокрылых показал, что они имеют тесную связь с Chrysochroa fulgidissima , жуком-драгоценностью, произрастающим в Японии и Корее. В более макроперспективе жесткокрылые имеют эволюционную связь с семействами Scarabaeoidea. ^[11]

Несколько исследовательских статей показали, что огнелюбивый жук Melanophila acuminata демонстрирует сниженную нагрузку на крыло и более высокую массу летательных мышц по сравнению с двумя близкородственными непирофильными (не любящими огонь) видами. Несмотря на больший размер, этот сдвиг в сторону большего распространения был связан с уменьшением количества яиц и овариол, демонстрируя своего рода компромисс между способностью к распространению и репродуктивной способностью. Более того, их среда размножения обычно находится в выжженных зеленых средах от недавно выжженных лесов до лесов с небольшими нарушениями и болот, которые подчеркивают диапазон условий, в которых они устанавливают временные и постоянные места спаривания. Возможно, их самая поразительная адаптивная особенность, инфракрасные рецепторы, возникла из их способности процветать в пожарах. ^{[12] [13]}

После прибытия на место спаривания самка и самец спариваются, и как только пламя утихает, самки откладывают яйца в коре деревьев. ^[6] Обычно она выбирает наиболее пострадавшие сожженные участки, иногда даже когда они еще тлеют. Личинки первой стадии питаются в коре и проводят зиму на протяжении всей этой стадии, в то время как следующие стадии зарываются в растительную ткань, чтобы пройти дальнейшее созревание в течение нескольких лет, прежде чем окукливаться весной. ^[13] Личинки полагаются на древесину в недавно сожженных деревьях, поскольку они в основном свободны от хищников и потому что у них нет возможности защищаться от естественных химических веществ дерева. Наконец, взрослые Melanophila acuminata появляются из D-образных отверстий и продолжают посещать сожженную древесину в течение года после пожаров, что стало возможным благодаря их сильным способностям к полету. ^[12]

Из-за своей тяги к горящим живым хвойным деревьям они наиболее активны в дневное время с мая по сентябрь. ^[6] Кроме того, для обнаружения пожаров они в первую очередь полагаются на свое обоняние, хотя их также привлекает инфракрасное излучение, испускаемое горячими поверхностями, что особенно опасно в городских районах.

Они могут быстро прибывать после пожаров, поскольку у них есть два инфракрасных сенсорных рецептора в грудной клетке, которые содержат воду и расширяются при обнаружении тепла, активируя их нервную систему для поиска источника на значительном расстоянии. Их замечательная черта, которая позволяет им быстро колонизировать недавно выжженные области, дает репродуктивное преимущество, предоставляя доступ к стерилизованным теплом местам откладывания яиц, которые обычно свободны от врагов, живущих в почве. ^[10]

Вид жуков выделяется в своей фауне из-за своего большого размера тела и металлически-черного внешнего вида, особенно выделяющегося своими надкрыльями, которые вытянуты в заостренную форму. Его спинная поверхность составляет от 8 до 11 мм в длину, а его вентральная поверхность украшена жесткими щетинками. Их головы имеют выступающие глаза и линии через переднюю часть. Между полами, самцы имеют средние ноги с крошечными зубами и глубокую вырезку на спинной части. ^[14]

Вкусовые предпочтения различаются в зависимости от стадии жизни, экологических сигналов и потребностей в питании, что подчеркивает пластичность этого поведения. Личинки и взрослые особи реагируют на химические стимулы, такие как аминокислоты, метаболиты и сахара, чтобы удовлетворить свои пищевые потребности. Вкусовые сенсиллы и вкусовые рецепторы были обнаружены во рту и усиках жука, чтобы помочь нейронной обработке в нервной системе. После потребления Melanophila acuminata имеет анатомические структуры и пищеварительные ферменты, участвующие в расщеплении пищи. Ключевые органы, такие как передняя кишка, средняя кишка и задняя кишка, дополненные протеазами и липазами, гидролизуют макромолекулы в питательные вещества, которые могут поддерживать уровни энергии, рост и воспроизводство.

Исследования физиологической адаптации Melanophila acuminata к тепловым условиям показали, что у них есть различные механизмы, помогающие поддерживать внутреннюю температуру тела в приемлемом диапазоне. В частности, они используют кутикулярную пигментацию для минимизации рассеивания тепла и максимального поглощения тепла, что поддерживает механизмы метаболизма и водного баланса. Это достигается с помощью их сложной сенсорной системы обнаружения, которая содержит специализированные органы и конечности, отвечающие за термочувствительность и локализацию тепла. ^[15]

Различные бактериальные и грибковые микробиомы находятся в экзоскелете, кишечнике и репродуктивных органах жука. Эти сообщества играют важную роль в детоксикации, пищеварении и репродуктивном успехе, что позволяет им адаптироваться к экосистемам, подверженным пожарам, поэтому они могут процветать в бедных питательными веществами и богатых токсинами средах. Это выходит за рамки самого организма, поскольку имеет значительные последствия для экологии пожаров посредством влияния на круговорот питательных веществ и укрепления устойчивости экосистемы. Механизмы обратной связи между Melanophila acuminata и их средой обитания влияют на интенсивность и частоту пожаров в этих условиях.

Melanophila acuminata оказывает значительное влияние на лесное и сельское хозяйство, особенно в районах, подверженных лесным пожарам. Жук заражает и имеет огромный потенциал для повреждения древесины, что может привести к экономическим потерям для деревообрабатывающей промышленности. Кроме того, личинки сверлят деревянные конструкции, такие как опоры, полы, заборы и т. д., что приводит к структурным повреждениям и рискам для безопасности человека. ^[16]

Взаимодействие видов также влияет на человеческую инфраструктуру из-за их тяги к источникам тепла, что распространено среди промышленных служб и электроустановок, которые могут вызывать масштабные заражения. Городские и пригородные районы могут столкнуться с повышенной опасностью пожаров из-за привычки жуков гнездиться и откладывать яйца в деревянных конструкциях. ^[16]

Поскольку этот вид играет критически важную экологическую роль в подверженных пожарам экосистемах, конфликты, такие как потеря среды обитания, вырубка лесов и антропогенные нарушения, угрожают его популяции. Выявление факторов, влияющих на размер и распределение популяции, может помочь смягчить текущее сокращение популяции из-за фрагментации земель и неподходящих характеристик микросреды обитания, таких как температура и влажность.

Некоторые примеры инициатив по сохранению, направленных на защиту Melanophila acuminata , включают такие методы восстановления, как предписанное сжигание и контролируемое управление лесами. В более широком смысле, кампании по повышению осведомленности общественности информируют отдельных лиц и заинтересованные стороны об их потребностях в сохранении, чтобы обеспечить долгосрочную жизнеспособность этого вида. ^[17]