• Monday July 15,2019

Daripada Vault: Keseronokan Benda untuk Horn Beetle

Anonim

[Jawatan lama saya suka]

Ia cukup pelik bahawa kumbang tumbuh tanduk. Tetapi ia sangat pelik bahawa kumbang tumbuh begitu banyak jenis tanduk. Gambar ini, yang diterbitkan dalam terbitan terkini dalam jurnal Evolution, menunjukkan persampelan kecil kepelbagaian ini. Spesies yang ditunjukkan di sini semuanya tergolong dalam genus Onthophagus, sekumpulan kumbang kotoran. Warna-warna dalam gambar ini, yang palsu, menunjukkan bahagian-bahagian badan kumbang yang tumbuh dari tanduk. Tanduk biru tumbuh dari belakang kepala, merah dari tengah kepala, dan ungu dari bahagian depan kepala. Tanduk hijau tumbuh dari pusat plat badan terus di belakang kepala (pronotum), dan tanduk oren tumbuh dari sisi pronotum. Kumbang ini boleh tumbuh tanduk besar dan kecil, tunggal atau berbilang, berbentuk seperti stags atau seperti badak. Dan, seperti warna ini, kumbang boleh mengambil jalan pembangunan yang sangat berbeza untuk mendapatkan produk siap mereka. Ahli biologi JBS Haldane sepatutnya bertanya sekali jika dia boleh mengatakan apa-apa tentang Tuhan dari kajian alam semulajadinya. Haldane menjawab Dia mesti mempunyai kesukaan yang luar biasa untuk kumbang. Tambah pada keinginan itu untuk meletakkan tanduk pada kumbang itu.

Satu abad sebelum Haldane, Charles Darwin terpesona oleh tanduk kumbang ini. Beliau mencadangkan bahawa mereka dihasilkan melalui pemilihan seksual. Pemilihan semulajadi adalah berdasarkan bagaimana ciri-ciri membantu organisme hidup dan mempunyai keturunan-tinggal hangat di musim sejuk, melawan penyakit, dan sebagainya. Pemilihan seksual berdasarkan perjuangan untuk melakukan hubungan seks. Sekiranya wanita lebih suka menggabungkan dengan lelaki dengan ciri-ciri tertentu (ekor besar di burung merak, sebagai contoh), lelaki secara beransur-ansur akan berubah versi yang lebih rumit sifat itu. Lelaki juga mungkin bertarung dengan lelaki lain untuk mendapatkan akses kepada wanita, dan di sini juga perjuangan mereka boleh membawa kepada anatomi barok - seperti tanduk kumbang.

Ahli biologi evolusi moden telah menyusuli cadangan Darwin, dan telah membuat kajian mendatar terhadap tanduk kumbang. Terdapat beribu-ribu spesies dengan tanduk untuk membandingkan, dan saintis dapat melihat bagaimana tanduk berkembang dan digunakan oleh lelaki. Banyak kerja yang menarik telah diterbitkan pada tanduk kumbang, seperti kerja yang saya nyatakan dalam catatan ini. Gambar yang saya tunjukkan di sini datang dari kertas yang merupakan langkah besar ke hadapan untuk memahami letupan kepelbagaian ini. Douglas Emlen dari University of Montana dan rakan-rakannya, buat kali pertama, membina semula beberapa sejarah evolusi yang menghasilkan malu tanduk ini. (Anda boleh memuat turun kertas secara percuma di sini di laman web Emlen.)

Emlen dan rakan-rakannya menumpukan perhatian mereka pada kumbang kotoran Onthophagus . Kumbang ini, yang terdapat di seluruh dunia, mencari kendi dan kemudian menggali terowong di bawahnya. Kumbang betina kemudian membuat bola kotoran dan bertelur di dalamnya. Kumbang jantan akan menjaga pembukaan terowong-terowong ini dan melawan mana-mana lelaki yang cuba masuk dan kawin dengan wanita di dalamnya. Ini di sini tanduk berguna, membantu lelaki penjaga menjadikannya mustahil bagi lelaki lain untuk melewati mereka.

Para saintis mengekstrak DNA daripada 48 spesies Onthophagus yang berbeza dan menggunakan urutan untuk mengetahui hubungan evolusi mereka. Mereka kemudian merekodkan perubahan yang berkembang dalam tanduk apabila spesis baru muncul. Akhirnya, para penyelidik melihat sejarah semula jadi haiwan-di mana mereka tinggal, bagaimana mereka hidup, dan sebagainya.

Ternyata tanduk kumbang telah berubah banyak. Berdasarkan spesies yang duduk di cawangan tertua pokok ini, saintis membuat kesimpulan bahawa nenek moyang spesies 48 spesies kumbang ini mempunyai tanduk tunggal yang tumbuh dari pangkal kepala (kedua dari bahagian atas di sebelah kiri foto mungkin mempunyai persamaan). Sebagai spesies baru muncul, mereka cenderung untuk tumbuh tanduk yang lebih besar, dan mereka juga cenderung untuk tumbuh tanduk dari bahagian baru badan mereka. Sebaliknya, kadang-kadang keturunan dengan tanduk rumit menimbulkan spesies yang lebih kecil. Kadang-kadang satu tanduk menjadi dua yang menjadi satu. Carta ini memperlihatkan jalan-jalan menyeberang yang telah diambil oleh evolusi dalam kumbang ini. (Ketebalan anak panah menunjukkan kekerapan transformasi ini berlaku dalam keturunan yang berbeza.) Memandangkan penyelidik menganalisis hanya 48 daripada spesies Onthophagus 2000, skala sebenar perubahan mungkin jauh lebih besar.

Emlen dan keragu-raganya berpendapat bahawa pemilihan seks telah mendorong tanduk-tanduk kumbang ini menjadi panjang keterlaluan. Sekiranya anda adalah kumbang kotoran lelaki dan anda mahu membongkar lelaki lain dari terowongnya, ia membantu mempunyai tanduk yang lebih panjang. Jika anda lelaki di dalam terowong itu, peluang anda sendiri kemenangan bergantung pada tanduk juga. Jadi ia adalah lelaki dengan tanduk yang lebih besar yang paling mungkin menang. Namun demikian, sebagai carta aliran kumbang menunjukkan, serangga ini telah kehilangan persenjataan mereka dalam beberapa keturunan. Apakah daya balas dalam evolusi kumbang?

Tanduk, saintis menunjukkan, mahal. Ia memerlukan banyak tenaga dan dedikasi besar-besaran tubuh kumbang untuk tumbuh tanduk. Apabila anda bercakap tentang tanduk yang boleh menjadi lebih lama daripada seluruh badan kumbang, kos boleh menjadi besar. Malah, tanduk yang semakin besar bermakna kumbang perlu mengurangkan saiz organ lain. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pertumbuhan tanduk boleh mengurangkan saiz mata kumbang sebanyak 30%.

Para penyelidik mencadangkan bahawa tanduk yang semakin meningkat akan memaksa perdagangan dengan bahagian-bahagian penting tubuh, seperti mata dan antena. Dan pokok kumbang menyokong cadangan mereka. Adalah lebih sukar bagi kumbang untuk mengesan bau kotoran dengan antena mereka di padang rumput daripada di dalam hutan, kerana bau buncit bertahan lebih lama di dalam hutan. Empat dari lima keuntungan tanduk baru terjadi di hutan-mungkin kerana kumbang mampu menanam antena yang lebih kecil di tempat di mana bau tidak begitu keras. Di sisi lain, dalam tujuh daripada sembilan kes di mana tanduk telah hilang, kumbang menjadi malam. Kumbang yang terbang pada waktu malam memerlukan mata yang lebih besar, dan supaya mereka tidak mampu untuk memancarkan sumber kepada tanduk besar lagi. Tekanan untuk mengembangkan tanduk yang lebih besar masih wujud dalam garis keturunan ini, tetapi ia telah diimbangi oleh tuntutan lain.

Kajian Emlen adalah peringatan yang baik bahawa kita tidak perlu berdiri tegak, tanpa jurang, di alam kepelbagaian alam. Apabila anda melihat tanduk sangkar kumbang seperti yang ada di awal jawatan ini, mereka boleh kelihatan seperti misteri yang tidak dapat ditembusi. Tetapi pemahaman tentang bagaimana kumbang ini hidup, dan bagaimana mereka berkembang dari nenek moyang yang sama, menjadikannya kurang misteri. Tetapi tidak kurang hebatnya.


Artikel Yang Menarik

Ia Mudah Tidak Berterasan Apabila Anda Memiliki Shell yang Baik

Ia Mudah Tidak Berterasan Apabila Anda Memiliki Shell yang Baik

Aesop tidak pernah menulis cerita mengenai siput. Sekiranya dia menulis tentang moluska air tawar tertentu, moral mungkin Boldness berasal dari cangkang yang kuat atau mungkin Siput ceroboh mendapat chomped. Tetapi kerana siput dan shell berubah-ubah adalah nyata, pelajaran mereka lebih berkaitan dengan cara-cara evolusi yang pelik

Tadpoles Dapatkan Piggyback Rides untuk Melarikan diri dari Kapten Cannibal

Tadpoles Dapatkan Piggyback Rides untuk Melarikan diri dari Kapten Cannibal

Berenang di kolam kanibal selepas ditinggalkan oleh orang tua adalah keadaan yang sangat suram. Tetapi berudu yang mendapati dirinya di sini tidak menanti nasibnya. Sebaliknya, ia cuba untuk melompat ke belakang mana-mana katak yang melawat dan menaiki perjalanan ke keselamatan. Walaupun katak tidak berminat untuk menyelamatkan, tadpole bersedia untuk menyelamatkan dirinya sendiri

Skimmer ATM cetak 3D yang canggih, kelihatan di LA

Skimmer ATM cetak 3D yang canggih, kelihatan di LA

Kami sering menulis mengenai perkara-perkara yang menakjubkan, menawan, dan tidak masuk akal yang membolehkan pencetak 3D dapat: lihat kerang kepiting hermit yang hebat, pesawat ruang angkasa yang dibuat daripada kerang dan keju tulen, "Segitiga Penrose" yang dibajak "bajakan". Tetapi mesin yang boleh membuat apa-apa objek fizikal dengan menggunakan hanya serbuk resin juga boleh beralih kepada hujung yang lebih jahat

Lebih banyak tanda-tanda kekacauan di Ruapehu di New Zealand

Lebih banyak tanda-tanda kekacauan di Ruapehu di New Zealand

Semalam saya menyebutkan Lapangan Vulkanik Auckland - gugusan gunung berapi di bawah bandar terbesar di New Zealand. Walaupun Auckland Volcanic Field adalah wilayah untuk memantau aktiviti, tidaklah dengan tembakan panjang, wilayah gunung berapi paling aktif di Pulau Utara. Baru-baru ini, mantel itu akan menjadi milik Ruapehu, di ujung selatan Zon Vulkan Taupo

DARPA Kehilangan Hubungi dengan Mach 20  "Hypersonic Glider " Semasa Penerbangan Ujian

DARPA Kehilangan Hubungi dengan Mach 20 "Hypersonic Glider " Semasa Penerbangan Ujian

Ia adalah minggu yang besar untuk pesawat ketenteraan eksperimen, dengan kapal angkasa X-37B pesawat rahsia Tentera Udara dan tentera bio bertenaga "Green Hornet" Tentera Laut kedua-duanya mencapai penerbangan ujian yang berjaya. Tetapi yang paling bercita-cita tinggi - peluncur hipersonik HTV-2 di bawah pembangunan oleh Agensi Projek Penyelidikan Advanced Defense (DARPA) -menghubung dengan pengendalinya semasa ia dijalankan

Daging: di mana fisiologi memenuhi rasa

Daging: di mana fisiologi memenuhi rasa

Lembaga charcuterie adalah iringan yang sempurna untuk mana-mana pengumpulan dan saingan plat keju sebagai orang ramai. Ia penyelenggaraan yang rendah, lazat, dan hampir pasti akan mempunyai rasa atau tekstur untuk merayu kepada selera yang terpilih. Daging datang dalam pelbagai tekstur, kandungan lemak, dan perisa, yang berbeza spesies untuk spesies dan juga dalam haiwan yang sama