science >> Wetenschap >  >> Biologie

Waarom insecten zich kunnen ontwikkelen uit onbevruchte eicellen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Een wetenschapper van de Lomonosov Moscow State University, Faculteit Biologie, heeft, samen met zijn Russische collega, heeft het veelvuldig voorkomen van parthenogenese-ontwikkeling van insecten uit onbevruchte eicellen verklaard. Het bestuderen van dit fenomeen zou kunnen bijdragen aan het beheersen van de soorten die schade aanrichten aan de landbouw. De resultaten zijn gepubliceerd in de Journal of zoölogische systematiek en evolutionair onderzoek .

Gevleugelde insecten van de superorde Holometabola doorlopen vier ontwikkelingsstadia:ei, larve, pop en volwassen insecten. Sommige leden van Holometabola ervaren parthenogenese. De MSU-onderzoeker heeft de vormen van parthenogenetische ontwikkeling beschreven die in verschillende groepen van deze insecten worden aangetroffen.

Parthenogenese vindt plaats in drie modi:arrhenotoky, thelytoky en deuterotoky. Arrhenotoky, waarin alleen mannetjes verschijnen uit onbevruchte eicellen, wordt waargenomen bij wespen, bijen en hommels. Gebruikelijk, de mannetjes in deze soorten ontwikkelen zich uit onbevruchte eieren en bevatten de enkele (haploïde) chromosoomset, terwijl vrouwtjes diploïde lijken (met de dubbele chromosoomset) en van bevruchte eieren.

Thelytoki, anderzijds, betekent dat vrouwtjes verschijnen uit onbevruchte eieren, terwijl de mannetjes afwezig zijn. Deze wijze van parthenogenese is kenmerkend voor sommige snuitkevers en zakwormmotten, in tegenstelling tot sociale insecten.

In Deuterotoki, zowel mannelijke als vrouwelijke organismen ontwikkelen zich uit onbevruchte eicellen. Deuteroky wordt gevonden, bijvoorbeeld, in veel galwespen van de familie Cynipidae.

"Het is aangetoond dat parthenogenese gunstig is voor het uiterlijk en het voortbestaan ​​van groepen wanneer de bevolkingsdichtheid laag is, evenals wanneer de noodzaak zich voordoet voor snelle reproductie van een bepaald genotype in gunstige omstandigheden. Anderzijds, soms bereiken insectenpopulaties die zich seksueel voortplanten zeer grote populaties, en dat kan ook de ontwikkeling van parthenogenetische lijnen veroorzaken, " zegt bioloog Vladimir Gokhman, vooraanstaand onderzoeker van de MSU Botanische Tuin.

De belangrijkste oorzaak van parthenogenese ligt voor de hand:insecten hebben een probleem met het vinden van seksuele partners wanneer de bevolkingsdichtheid laag is, wat vaak het geval is in extreme habitats. Anderzijds, parthenogenese in populaties met een hoge dichtheid kan worden verklaard door de theorie dat wanneer de bevolkingsdichtheid hoog is, veel evolutionaire verboden die parthenogenetische ontwikkeling belemmeren, worden opgeheven, vooral bij fytofage insecten, die zich voornamelijk met bomen voeden.

"Veel ernstige plagen van land- en bosbouw, evenals hun natuurlijke vijanden onder insecten, zijn parthenogenetisch, en het bestuderen van verschillende soorten parthenogenese is daarom noodzakelijk om deze plaagsoorten met succes te bestrijden. Vandaag de dag, wereld wetenschappelijke literatuur ervaart een snelle toename van studies gewijd aan ecologische, genetische en andere aspecten van parthenogenese bij insecten. Deze informatie moet adequaat en tijdig worden samengevat en geïnterpreteerd, maar verschillende onderzoeken over dit onderwerp, als een regel, snel verouderen, ' zegt Gokhman.

Fytofage insecten die zich voortplanten door thelytoky zijn schadelijk voor landbouw en bossen, omdat een paar vrouwtjes snel aanleiding kunnen geven tot een volledig functionele plaagpopulatie in afwezigheid van mannetjes.