Информация

Еволюционният процес в крилата на птиците, особено по отношение на крилата

Еволюционният процес в крилата на птиците, особено по отношение на крилата


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

В този отговор на aviation.SE се прави сравнение между формите на крилете на самолети и формите на крилата на птиците. То завършва със следната забележка:

В крайна сметка нито една птица няма крила. Нито един.

Освен че е спорно твърдение (върховете на крилете като тези на орела могат да се считат за подобни на "крило" от тип ветрило) това ми направи впечатление, че се основава на доста погрешно предположение за това как работи еволюцията.

Опитах се да изкажа мнението си в коментарите само за да стигна до тази точка:

Значи смятате, че развитите крила не са зрели. Модификацията на крилото просто чака да се случи? Природата никога не го е опитвала за >100 милиона години биологичен полет? Може, да. Но е изключително малко вероятно. Това ме урежда.

Прав ли съм, като идентифицирам това в погрешна интерпретация на еволюционния процес?

Както разбирам еволюционния процес, сегашните птичи крила не са непременно перфектни, просто са версията, която досега е давала най-доброто предимство. Липсата на "крила" при птиците не може да се обясни просто с допускането, че те не подобряват крилото, но също така може да се окаже, че никога не е имало еволюционен натиск за тяхното развитие или че след като птиците махат с крила, те биха били вредни вместо полезна или каквато и да е друга причина.

Правилно ли е моето разбиране за еволюционния процес? ако не, къде съм виновен?


Като малко допълнение друг потребител цитира "Spandrels" в сравнение с горния дебат, може ли някой да обясни какво би могло да бъде значението на сравнението?


Потърсих крила, за да имам контекст за този отговор. Тълкувам крилата като вертикалните върхове в края на крилата на самолета. Ако е така, значи си прав. Разперените първични пера на реещи се птици като орли функционират като крила (Tucker 1993). Airbus има уеб страница за биомимикрия, посветена на някои от биологичните проекти, включително крила, които те са включили в дизайна на самолетите си. Някои проучвания предполагат, че крилата на самолетите наистина повишават ефективността (напр. Hossain et al. 2011), но все още има известен дебат.

От aviation.se отговор:

Погледнете птиците: Те използват два различни дизайна на върха на крилата. Предполагам, че и двамата ще се съгласим, че тези дизайни са зрели след милиони години еволюция. И все пак има две различни форми на върха на крилата: едната е „пръстата“ връх на крилото с големи, разперени пера, а другата е заостреният връх, който намирате от чайки до албатроси. Защо няма един, зрял дизайн?

Това е свързано със средата, в която се използват. Морските птици летят в безпрепятствена среда с постоянни ветрове и трябва да останат нагоре за по-дълго време. Всички останали птици трябва да се справят с дървета, които пречат на правата пътека на полета и пориви от хълмове или тези дървета. Те трябва да маневрират бързо и да се справят с поривистите ветрове. Това се подпомага от намаления размах и възможността за сгъване на външното крило или разпръскването му. Оттук и върха на крилото с пръсти.

Въпреки че крилата на птиците са склонни да съответстват на неговите описания, той не е прав, че те отговарят изцяло на океанските птици срещу всички други птици. Много птици във вътрешността имат заострени крила, включително лястовици, нощници, бързеи и соколи. Някои морски птици имат крила, като пеликани и корморани. Докато типът крило се оформя от естествения подбор в дадена среда, той също отразява еволюционната история на птиците.

Няма „един, зрял дизайн“, защото крилата с много различни форми и размери са се развили при различен селективен натиск. Например, дългите заострени крила на океанските албатроси са отлични за плъзгане с малък разход на енергия, но са лоши за полет или за кацане. Другите крила са по-къси и по-широки, което осигурява по-голяма маневреност в гората. В този смисъл няма идеално крило. Всеки от тях се е развил по различни еволюционни причини.

Основният въпрос

От темата на aviation.SE:

фактът, че нито една случайна мутация не е създала крило* при птиците, по никакъв начин не е демонстрация, че самолетите не се възползват от тях, няма логическа връзка. [*въпреки че „раздуханият“ дизайн, който споменавате, като този на орела, може да се счита за форма на оптимално крило] – Федерико

последвано от този отговор:

Значи смятате, че развитите крила не са зрели. Модификацията на крилото просто чака да се случи? Природата никога не го е опитвала за >100 милиона години биологичен полет? Може, да. Но е изключително малко вероятно. Това ме урежда…

Федерико е прав. Основният тип крило е определен отдавна, тъй като птиците са еволюирали от нептичи динозаври. Сравненията на съвременните птичи крила с вкаменелости предполагат, че основната структура на птичите крила не се е променила много оттогава. Сегашната структура може да е най-добрата, която се е развила чрез естествен подбор досега, но това не означава, че крилото не може да бъде подобрено допълнително. Както отбелязахте, в съществуващите гени могат да възникнат мутации, които водят до по-нататъшни подобрения на структурата и функцията на крилата. Ако тези мутации никога не се появят, тогава подобренията няма да настъпят. Това е едно от ограниченията на еволюционния процес (Hoffman 2014). Естественият подбор може да работи само със съществуващи черти, като се използват съществуващи гени и генетични вариации.

Друго съображение е, че крилата за задвижван полет са еволюирали независимо поне четири пъти (птици, прилепи, насекоми, птерозаври). Всеки път се развиваше различен тип крило. Един по-добър ли е от друг? Крилата на прилепите имат аеродинамични свойства, много различни от птиците, но функционират много добре за прилепите (Hedenstrom et al. 2009). В съответствие с вашите аргументи по-горе, всеки тип крило може би е (или е бил за птерозаври) оптимален предвид обстоятелствата на околната среда и еволюционните ограничения. Това не означава, че не могат да бъдат подобрени. Ако едно крило еволюира отново в някаква група организми в далечното еволюционно бъдеще, шансовете са много добри, че структурата ще бъде различна от тези, които са еволюирали досега. Може би това крило ще бъде дори по-ефективно от сегашните крила.

Спандрели

Друг потребител цитира "Spandrels" в сравнение с горния дебат, може ли някой да обясни какво би могло да бъде значението на сравнението?

Използването на „ретеници“ в еволюционната биология произтича от добре познат документ на Стивън Джей Гулд и Ричард С. Люонтин, наречен „The spandres of San Marco and the Panglossian paradigm: a crique of the adaptionist programme“, публикуван през 1979 г. ( Гулд и Левонтин 1979). Спандрел е пространството, което се образува между две съседни арки или между арка и правоъгълна форма. Спинделът се появява в резултат на поставяне на две арки една до друга и запълване на пространството. То резултати от съединяването на две арки. Не беше конкретно проектирани като част от арх. Гулд и Левонтин твърдят, че еволюционните биолози са твърде бързи да приписват адаптивна стойност на всяка черта на даден организъм и твърдят, че не всяка черта произтича директно от адаптацията. Вместо това, казват те, чертата може да е "спондрел", който се е появил като страничен продукт на други черти. „Частотата на ширма“ няма адаптивна стойност сама по себе си.

Използването на спандрели в коментарите на авиационната дискусия не ми е ясно. Ясно е, че човекът е имал еволюционното значение, споменавайки хартията по име. Но изобщо не мога да кажа какви са намеренията на човека.

редакции: Включени коментари от @Federico и @Andrew - благодаря. Поправих ужасяващи правописни грешки и се опитах да внеса яснота.

Цитати

Hedenstrom, A. et al. 2009. Птица или прилеп: сравняване на дизайна на самолета и летателните характеристики. Bioinspiration & Biomimetics 4 015001. doi:10.1088/1748-3182/4/1/015001

Хофман, А.А. 2014. Еволюционни граници и ограничения. стр. 247-252. В: The Princeton Guide to Evolution, Princeton University Press, САЩ.

Hossain et al. 2011. Анализ на съпротивление на модел на крило на самолет със и без птиче перо като крило. International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial and Mechatronics Engineering 5: 30-35.

Тъкър, В.А. 1993. Плъзгащи се птици: Намаляване на индуцираното съпротивление от прорезите на върха на крилото между основните пера. Вестник по експериментална биология 180: 285-310.


Логичното твърдение „крилцата не са се случвали отдавна, следователно не са изгодни“ е неправилно.

Възможно е една изгодна черта да не еволюира дори когато е изгодна, ако няма "път" към нея. Чертата се появява само постепенно, на малки стъпки. Ако междинните стъпки са вредни, чертата няма да се прояви, дори ако крайният резултат би бил от полза.

(сега, това не казва нищо конкретно за крилата, само за общия аргумент)


Един известен пример за "несъвършенство", което продължава да съществува, въпреки че е налично по-добро решение, може да се види тук: https://www.youtube.com/watch?v=cO1a1Ek-HD0 (внимавайте, видеото включва дисекция на жираф)

Има нерв, който свързва мозъка с ларинкса. При рибите този нерв е малко кратък, но при жирафа той е огромен. Интересното е: точките, които свързва този нерв, са много близо, дори и на жирафа.

Това, което се случи, беше, че нервът минава под артерия. За рибите това е без значение. Но с развитието на по-големите бозайници нервът трябваше постепенно да нарасне до по-голям път. Еволюцията не можеше да направи „реинженеринг“, за да има по-малък нерв, защото нямаше непосредствен изгоден начин да го направи.


Има две възможности с еволюционните процеси: развитието или никога не е тръгнало в тази посока, или не е донесло никакви предимства. Освен тези две възможности твърденията от другия форум са погрешни. Птиците (не всички от тях обаче) имат структура, подобна на крила. Ако погледнете големите птици, можете да видите пера на края на крилата, изглеждащи така:

Тези пера изпълняват точно същата цел тук. Още информация можете да намерите тук, а също и в Wikipedia.


Еволюционният процес в крилата на птиците, особено по отношение на крилата - Биология

Всички статии, публикувани от MDPI, са незабавно достъпни по целия свят под лиценз за отворен достъп. Не се изисква специално разрешение за повторно използване на цялата или част от статията, публикувана от MDPI, включително фигури и таблици. За статии, публикувани под лиценз Creative Common CC BY с отворен достъп, всяка част от статията може да бъде използвана повторно без разрешение, при условие че оригиналната статия е ясно цитирана.

Характерни документи представляват най-напредналите изследвания със значителен потенциал за голямо въздействие в областта. Основните доклади се изпращат по индивидуална покана или препоръка от научните редактори и се подлагат на партньорска проверка преди публикуване.

Характеристиката може да бъде или оригинална изследователска статия, съществено ново изследователско изследване, което често включва няколко техники или подхода, или изчерпателен обзорен документ с кратки и точни актуализации на най-новия напредък в областта, който систематично прави преглед на най-вълнуващите постижения в областта на науката. литература. Този тип хартия предоставя перспектива за бъдещи посоки на изследване или възможни приложения.

Статиите по избор на редактора се основават на препоръки от научните редактори на списания MDPI от цял ​​свят. Редакторите избират малък брой статии, публикувани наскоро в списанието, които смятат, че ще бъдат особено интересни за авторите или важни в тази област. Целта е да се предостави моментна снимка на някои от най-вълнуващите работи, публикувани в различните изследователски области на списанието.


Бележки за изследване на термитите (със диаграма)

В тази статия ще обсъдим термитите:- 1. Характеристики на Термитите 2. Разпространение на термити 3. Социална организация 4. Кастова система 5. Храна и хранене 6. Роене и образуване на нова колония 7. Развитие 8. Икономическо значение.

  1. Характеристики на термитите
  2. Разпространение на термити
  3. Социална организация на термитите
  4. Кастова система на термитите
  5. Храна и хранене на термити
  6. Роене и образуване на нова колония от термити
  7. Развитие на термити
  8. Икономическо значение на термитите

1. Характеристики на термитите:

1. Термитите са бледо оцветени и обикновено слепи с изключение на макроптерните форми.

2. Термитите притежават сравнително голяма глава, дъвчащи и хапещи части на устата.

3. Добре развити очи в репродуктивните касти.

4. Очелите се докосват или са далеч от очите.

5. Женските с меко тяло имат много разширен корем.

6. Крилати (alate) и безкрили (apter­ous) форми съставляват колонията.

7. При крилати форми предните и задните крила са еднакви по размер.

8. Колониите съдържат много касти, като кралица, работници, войници и т.н.

2. Разпространение на термити:

Термитите са разделени най-общо на две категории - по-ниски термити и по-високи термити.

Долните термити включват следните семейства:

Той включва най-примитивния жив термит, Mastotermes darcviniensis. Среща се в Северна Австралия и Папуа, Нова Гвинея. Никоя първична майка никога не е била ре­corded на полето и многобройни заместващи майки обикновено се намират в гнездата.

Те са известни като сухи дървесни термити, защото живеят в суха дървесина, въпреки че някои сухи дървесни термити имат подземни навици. Има 400 вида и са разпространени по целия свят.

Те са известни като влажни дървесни термити, защото живеят във влажна и гниеща дървесина. Има около 20 вида и са разпространени в горите на Америка, Евразия, Африка и Австралия.

Те са известни като термити за събиране на трева, защото са се адаптирали в тревна земя, където дърветата са оскъдни. Срещат се в Индия и Африка.

Известни като subter­ranean термити с изключение на Coptotermes, Reticulitermes. В това семейство се срещат някои строители на могили и въздушни гнезда. Регистрирани са около 300 вида, които са разпространени в повечето от континентите.

По-висшите термити включват едно семейство, Termitidae с няколко подсемейства.

Те изграждат обикновено глинени гнезда с голяма височина над земята (наричани още термитарии), които се срещат в тропиците, включително Азия, Африка, Aus­tralia и Южна Америка. Регистрирани са около 1800 вида. Примери са Amitermes, Microcerotermes, Termes, Cubitermes, Capritermes, Nasutitermes, Macrotermes, Microtermes, Odontotermes.

По-ниските групи термити съдържат симбиотични чревни протозои и бактерии, а висшите термити съдържат само чревни bacte­ria.

3. Социална организация на термитите:

“Социалната организация е процес, при който самотните или двамата родители живеят под приют и извършват дейностите по организиран и съвместен начин за поддържане&съществуване на общността”.

Подробният разказ за термитите е публикуван за първи път в Лондонското кралско общество през 1781 г. от Хенри Смитман. Сметката се базираше на африкански термити.

Типичната колония притежава нимфи ​​(полузрели млади), работнички, войници и репродуктивни индивиди от двата пола (фиг. 18.91A, B, C, D, E и F), понякога се включват и няколко яйценосни майки. Различните видове насекоми, всяко от които има паршитикуларна функция, живеят в колония, наречена касти.

4. Кастова система на термитите:

Колонията на термитите включва две основни касти - стерилни касти и репро и хидуктивни касти. Кастовата система и размерът на колонията се контролират от феромон, наречен социален хормон, който се секретира от членовете на репродуктивните касти (например крал и кралица).

А. Стерилни касти:

Те са неспособни за възпроизвеждане и включват обикновено работници и войници (фиг. 18.91).

Те са стерилни и за двата пола и се развиват от оплодените яйца. Те представляват основен брой в колония и заемат 80%-90% от общия брой. Те са малки по размер индивиди с дължина около 6 до 8 мм, които имат дъвчещи челюсти и обикновено нямат очи.

Но работниците от някои видове за събиране на реколтата имат добре развити сложни очи. Те нямат крила (apterous). Те се хранят с продукти от дърво или гъби. Напредналите ter­mites произвеждат истински работници, но в примитивните семейства (напр. Mastotermitidae, Kalotermitidae, Termopsidae, Rhinotermitidae) истинските работници не се срещат.

Вместо това нимфите (полуметаболни насекоми с ларви на насекоми, приличащи на възрастни, освен че нямат крила и репродуктивни органи) от различни етапи, които са спрени в своето развитие, изпълняват всички домашни задължения на гнездото, както работниците, наречени Pseudergater или фалшив работник, установени в колониите на Kalotermitidae.

Те се запазват като работници през целия живот или могат да се преобразуват в крилати репродуктивни касти и също така да действат като потенциални допълващи и шитарни репродуктивни касти.

Работниците изпълняват всички задължения за колонията, с изключение на репродукцията и сриването. Те се грижат за яйцата и малките, поемат труда по събиране на храна, съхранение на храна и хранят нимфите, царя и кралиците.

Те участват в строежа на гнезда и в отглеждането на гъби-градина в специални камери в подземните канали. Те също така поддържат влагата във вътрешността на гнездо на колония. Те изпълняват защитни задължения при някои видове и също почистват другите касти.

Войниците на някои видове от различни родове показват голямо разнообразие в char­acters. Те се развиват от неоплодени яйца. Те са безкрили и по-големи от работниците. Войниците са повече или по-малко пигментирани и притежават голяма глава и здрави, мощни долни челюсти.

Те са предимно лишени от очи, но понякога се появяват при някои видове (например Mastotermes, Hodotermes и др.). Те съставляват 5-8% на брой в колония. Войниците за храна разчитат на работници. Те поддържат защитата на колонията.

Специализираните форми на термити войници в рамките на много видове от семейство Termitidae, наречени nasutes. Характеризират се с редуцирани долни челюсти и глава, която продължава като трибум, на върха на който се отваря фронтална жлеза.

Секретът на тази жлеза е кисел, което помага за предотвратяване на ен­emies и в същото време разтваря твърди вещества, включително бетонни конструкции. При някои Rhinotermitidae войниците са спе&шициализирани с чифт големи силни долни челюсти и силно удължена набраздена лабрум, която съдържа защитни секрети, наречени насутоиден войник (напр. Nasutitermes).

Б. Репродуктивни касти:

Те са плодородни и се характеризират с наличието на очи.

От функционална гледна точка репродуктивните касти са три вида:

1. Макроптерни или големи крилати или първични репродуктивни форми (фиг. 18.91):

Тези полово зрели мъжки и фе­males имат два чифта крила, по-дълги от тялото и превръщат крале и кралици. Тялото обикновено е пигментирано и може да бъде жълто-бледо, кафяво или черно. Обикновено присъстват широко разделените големи сложни очи и сдвоени оцели. Кралската двойка или сексуално и срамежливо активните мъже и жени на социалните насекоми са първоначалните основатели на колонията.

Обикновено в колония има един крал. По-малка е от кралицата. Неговата функция е да се чифтосва периодично и да осигурява сперма на кралицата.

Царицата също е единична в колония, която е най-голяма по размер с дължина 60-80 мм. Снася яйца след чифтосване и може да снася повече от 1000 яйца на ден. И кралят, и кралицата живеят в специална cham­ber, наречена брачна стая.

Широко разпространено е мнението, че кралицата или кралят са основният източник на феромон (наричан още социален феромон), който поддържа интеграцията на колонията и размера на колонията. Интеграцията на колонията се поддържа и от обмена на храна, слюнка или някои секрети между членовете на колонията. Този процес се нарича трофалаксис.

2. Брахиптерни неотеници или къси крилати или заместващи репродуктивни форми:

Когато основният или първоначалният крал или кралица умре или остарее, неговото място се заема от полово зрелия мъж или жена, но във форма на нимфа. За да ги заменят, нимфите от подходящия пол (мъжки или женски) достигат зрялост чрез специално хранене без допълнително линеене и стават заместваща царица.

Заместващите репродуктивни животни се характеризират и се характеризират с наличието на къси подложки крила, оцели и рудиментарни сложни очи и малки репродуктивни органи. Заместващите репродуктивни растения варират по брой при различните видове в колонията. Регистрирани са петдесет функционални заместващи майки в колония от Ходотермес.

Граси и Сандиас съобщават за състоянието на кастите в гнездата след изследване на хиляди колонии в Италия, където не са открили нито една от първичните репродуктивни клетки в една колония, а само заместващи репродуктивни растения, наброяващи 10-200 на гнездо.

3. Аптерни неотенични репродуктивни или безкрили форми или заместващи репро­ductives:

Ако майката умре при някои неблагоприятни условия или остарее, се получават неотеничните репродукти и шити. При някои примитивни субиземноморски видове, като Reticulitermes flavipes, Reticulitermes malletei, нимфите или ергатите (работниците) са без крила и притежават по-слабо развити очи, а репродуктивните или­gans стават функционални репродуктивни в колонията с едно или две линеене.

Работниците и войниците обикновено са слепи и живеят дълбоко в почвата на могилата, така че не се нуждаят от зрение и винаги остават в близък контакт с източника на храна. Репродуктивните възрастни имат добре развити очи, тъй като зрението е необходимо за полет и търсене на места за гнездене.

5. Храна и хранене на термити:

Еусоциалността на термитите до голяма степен зависи от храната и храненето. След про­duction на работниците и нимфите, кралят и кралицата се хранят от работниците. Взаимният обмен на храна, слюнчен секрет и други секрети между членовете на термитите се наричат ​​трофалаксис.

Социалните насекоми обменят храна по два начина:

(i) Стомодеален трофалаксис и

(ii) Проктодеален трофалаксис.

Стомодеалният трофалаксис е свързан с обмена на храна между членовете през устата в устата, но при проктодеалният трофалаксис, обменът на храна и симбионт през ануса в устата. При термитите и хлебарките трофалаксисът на проктодаела е от решаващо значение за заместването на ендосимбионтите, които се губят след всяко линеене и това поведение се използва за произхода на социалността при насекомите.

Въз основа на храненето термитите могат да се разделят на дървесни (целулозни) видове и, или постеля, отглеждащи гъби и почвено-хранещи се и смущаващи.

(i) Термити, които се хранят с дърво (целулоза).:

Термитите, които се хранят с дърво (целулоза) (напр. Archotermopsis, Zootermopsis) се хранят с целулоза и шилоза на дървесината, събират се от живи или мъртви растения. Целулозата е полизаха и ширид, всяка от които съдържа три хиляди захарни единици и важен структурен компонент на клетъчната стена на растенията.

Термитите притежават чревна фауна от симбиотични протозои (напр. Trichonympha), които помагат за смилането на целулозата, отделяйки целулазен ензим. Тези протозои влизат в нимфите, които консумират екскрементите на възрастния човек. Последните молекулярни доказателства показват, че термитите също използват собствени ензими за смилане на целулозата.

(ii) Почвени термити:

Почвохранещите се термити са Cubitermes, Termes, Capritermes (Подсемейство Termitinae, Семейство Termitidae), които консумират голямо количество почва като храна.

При тези висши термити те са загубили симбиотичните чревни и синални протозои и се откриват само чревни бактерии, които могат да разграждат почвената органична материя, която осигурява храна на гостоприемника на термита. Екскретите съдържат смес от глина и растителни остатъци, използвани за изграждане на могили и галерии.

(iii) Термити, отглеждащи гъби:

Термитите, отглеждащи гъби, са малки в­sects, вариращи от 4 до 15 mm дълги и принадлежат към подсемейство Macrotermitinae, хранещи се с дървесни и растителни влакна с помощта на детрит. Тези термити не могат да усвояват целулозата и се нуждаят от помощ от храносмилателните способности на гъбите Termitomyces (Basidiomycetes). Macro­termitinae култивира гъбична градина около колонията и създава вентилирани конструкции и покривки вътре в гнездото под формата на гъбични пити.

Термитите консумират материали на базата на целулоза като дърва и растителни остатъци, те също ядат определено количество гъби. Тези гъби помагат за храносмилането на храната в телата на термитите, които помагат при разграждането на дървесни и целулозни под­stances.

6. Роене и образуване на нова колония от термити:

Роенето е съгласувано напускане на крилати термити от основната колония, за да започнат нови колонии, придружавани от царица или мъжки или женски заедно, което обикновено се случва през дъждовния сезон. Преди чифтосване новите крале и кралици напускат колонията и летят за известно време.

Кралете и кралиците, които участват в роенето, се наричат ​​​​alates или swarmer’s. Брачният полет на кралската двойка е известен като брачен полет. Но това не е истински брачен полет при термити, защото съвкуплението не се извършва по време на полет. Обикновено след полет мъжките и женските падат на земята, изхвърлят крилата си, избират си партньори и намират подходящо място наблизо за гнездене.

Поведението при роене на противоположните полове е различно в различните семейства и родове. Моделът на поведение в примитивни семейства като Kalotermitidae е най-прост. Те са крепускулярни летци. Мъжките и женските падат на земята след полет и изчакване на противоположния пол.

Преди чифтосване крилата се хвърлят и след сдвояването изкопават камера на подходящо място. При по-високите видове ter­mite женската обикновено слиза първа на земята след полет и показва привлекателна надморска височина, издигайки корема си.

Женската отделя феромон, социален hor­mone, който привлича мъжките. Преди да се чифтосват, те хвърлят крилата си и копаят наблизо камера, в която се подслоняват и където става съвкупление.

Обикновено термитите изграждат колония чрез копаене на тунели под земята (например Odontotermes assumthi, Microtermes obesi и др.) или правят голяма могила над земята или гнездата са вътре в дървета или сгради. Обикновените термити, които изграждат глинени гнезда с голяма височина [фиг. 18.92(i)] над земята са Odontotermes redemani, O. obesus и др.

Термитното гнездо (термитарий) представлява най-високата форма на архитектура и в гнездото има специална камера, където царицата и няколко мъжки са затворени.

Специалната камера се нарича брачна камера. Колония [фиг. 18.92(ii)] включва разсадници, камери, царски покои, специални камери за култивиране и култивиране на гъбни градини или съхранение на храна, стаи за охрана, мостове, коридори и подземни улици и канали [фиг. 18.92(ii)].

Периодът на роене настъпва в различни периоди от годината. Периодът на роене на Odontotermes обикновено настъпва по време на дъждовния сезон един час след и, разбира се, половин час след валежите. При суходървесните термити роенето се случва в горещи дни през летния сезон. По време на полет повечето от термитите се изяждат от птици, дребни бозайници или се унищожават.

7. Развитие на термити:

След копулация, кралицата произвежда голям брой яйца, повечето от които се развиват в нимфи. Тези нимфи ​​се развиват в безполови работници, войници и заместващи ре­productive форми и могат да станат сексуални форми, ако е необходимо. Царицата по това време е специално хранена и нараства до големи размери.

Големият размер се дължи на огромния растеж на корема, в който се отлагат огромни количества яйца. Това абдо­men с необичайни размери е известно като физогастра, а кралицата на термитите, съдържаща такъв разтегнат корем, наречена физогастрална женска. След копулацията, кралицата започва да снася яйца в камера, наречена царска камера, но капацитетът на снасяне на яйца не е равен при всички семейства и видове.

При примитивните термити снасянето на яйца е периодично и популацията е малка. В Coptotermes кралицата снася 100 яйца на ден, но при напредналите термити кралицата може да произведе 30 000-40 000 яйца на ден и 10 милиона на година.

В началните етапи на колонията нимфите се излюпват от яйцата в рамките на няколко дни и линеят поне три пъти, за да станат функционални работници, а след четвъртото линеене се превръщат във войници, а от нимфите се развиват и заместващи репродуктивни клетки (фиг. 18.93).

Но в края на зимата се появяват няколко полови форми. Когато узреят, тези крилати форми предприемат колонизиращ полет, който се случва през дъждовния сезон.

Крилата при тях се простират отвъд корема и са ципести. След като станат функционални работници и войници, те се грижат за гнездото и се грижат правилно за родителите си. Те разширяват гнездото и правят подходящи мерки за настаняване на нарастващата популация.

Първичните кралици могат да оцелеят 15-20 години, а някои могат да живеят 50 години. Аборигените в Австралия съобщават, че термитните кралици на могилите могат да живеят до 70 години. Работниците могат да живеят само няколко месеца. Мастотермските крале са записани от около 16 години.

Продължителността на живота на индивидите от различните касти в колонията е важен фактор за установяване и закрилянето на тясната връзка между последователните поколения, които формират основата на социалната организация или евсоциалността на термитите.

Термитите общуват помежду си в колония чрез химически, акустични и тактически сигнали. Сексуалната комуникация и следенето на термитите са свързани помежду си чрез феромони. Има два феромона в термитите, като (ZZE)-(3, 6, 8)-додекатриенол и (E)-6-cembrene, са признати като следи от феромони.

8. Икономическо значение на термитите:

1. Работниците и войниците напускат гнездото си през нощта, за да атакуват мебели, гори и книги.

2. Така те увреждат човешките свойства по няколко начина.

3. Единственият начин да се отървете от заплахата от термити е да унищожите кралицата.

4. Въпреки разрушителната си роля, тершимитите се считат за важни от гледна точка на селското стопанство.

5. Подобно на земните червеи, термитите също дърпат и дърпат почвата и я правят плодородна.


Основните причини за вариациите в миграцията

Различията в миграционния статус между видовете и по-специално географските вариации в рамките на видовете могат да имат различни непосредствени причини. Тъй като популациите от жители, мигранти на къси разстояния и мигранти на дълги разстояния често живеят в различни местообитания, различни географски региони или и двете, дали популацията е мигрираща или пребивава през цялата година, може да се определи просто от условията на околната среда (напр. дължината на деня , температура или наличност на храна) в района на размножаване по време на неразмножителния сезон. В резултат на това вариациите между населението могат да бъдат пряк отговор на околната среда. Като алтернатива, миграцията може да бъде ендогенно определена от генетична програма (каре 1), а географските вариации в миграцията могат да отразяват генетичната адаптация към различни среди.

От адаптивна гледна точка очакваме генетичен контрол на миграционното поведение, тъй като организмите трябва да напуснат местата за размножаване, преди условията да се влошат, тоест докато условията все още са достатъчно добри, за да им позволят да натрупат енергийни резерви. Освен това при краткотрайните видове, като много малки врабчета, средната продължителност на живота е по-малка от две години и повечето индивиди ще направят само една обратна миграция. В резултат на това потенциалната печалба от опит е ограничена. Редица експериментални проучвания установяват, че при тази група птици, между видовете и между популациите различията в миграционното поведение и в чертите на миграционния синдром - включително окологодишната организация, ориентация и отлагане на мастни и протеинови резерви - са до голяма степен поради генетични различия (Berthold and Helbig 1992, Berthold 1996, 2001).

Фенотипните вариации в миграционното поведение в рамките на популацията отразяват до голяма степен генетичните вариации, но компонентите на негенетичната вариация, включително вариациите в околната среда и вариациите в опита и състоянието, също могат да бъдат важни (Pulido and Berthold 2003, van Noordwijk et al. 2006). Дълголетните видове като гъски, щъркели или жерави мигрират на групи и се ръководят от най-старите, най-опитни индивиди. При тези видове генетичната програма, въпреки че все още присъства (виж, например, Чернецов и др. 2004), изглежда играе само незначителна роля при определянето на вариациите в миграцията. Това културно предаване на миграцията може да улесни много бързите промени в миграционното поведение (Sutherland 1998), въпреки че адаптивният отговор при такива видове не е непременно по-бърз, отколкото при организми, при които миграцията се контролира предимно от генетична програма (van Noordwijk et al. 2006) .


Еволюция

Еволюция: Компоненти и механизми представя многото скорошни открития и прозрения, които са добавили към дисциплината на органичната еволюция, и ги комбинира с ключовите теми, необходими за придобиване на фундаментално разбиране на механизмите на еволюцията. Each chapter covers an important topic or factor pertinent to a modern understanding of evolutionary theory, allowing easy access to particular topics for either study or review. Many chapters are cross-referenced.

Modern evolutionary theory has expanded significantly within only the past two to three decades. In recent times the definition of a gene has evolved, the definition of organic evolution itself is in need of some modification, the number of known mechanisms of evolutionary change has increased dramatically, and the emphasis placed on opportunity and contingency has increased. This book synthesizes these changes and presents many of the novel topics in evolutionary theory in an accessible and thorough format.

This book is an ideal, up-to-date resource for biologists, geneticists, evolutionary biologists, developmental biologists, and researchers in, as well as students and academics in these areas and professional scientists in many subfields of biology.

Evolution: Components and Mechanisms introduces the many recent discoveries and insights that have added to the discipline of organic evolution, and combines them with the key topics needed to gain a fundamental understanding of the mechanisms of evolution. Each chapter covers an important topic or factor pertinent to a modern understanding of evolutionary theory, allowing easy access to particular topics for either study or review. Many chapters are cross-referenced.

Modern evolutionary theory has expanded significantly within only the past two to three decades. In recent times the definition of a gene has evolved, the definition of organic evolution itself is in need of some modification, the number of known mechanisms of evolutionary change has increased dramatically, and the emphasis placed on opportunity and contingency has increased. This book synthesizes these changes and presents many of the novel topics in evolutionary theory in an accessible and thorough format.

This book is an ideal, up-to-date resource for biologists, geneticists, evolutionary biologists, developmental biologists, and researchers in, as well as students and academics in these areas and professional scientists in many subfields of biology.


VI. Teleology versus Deontology

Since teleology may properly apply on to conscious beings, it has played a central role in many discussions about ethics. Deontology is the leading competitor against teleology as the basis for ethical decisions. Teleological ethics, says that one’s ethical decisions should be based on final goals and ends deontology says that ethics should be based on commitments to moral principles, without regard for ends. A teleologist would say that one should kill an innocent person if that would save two other innocent lives a deontologist would say that if killing is wrong, it remains wrong, even if it could save lives.


Multiple Sequence Alignment Is a Critical Step in Phylogenetic Reconstruction from Gene Sequences

In theory, each homologous sequence could be treated as a единичен character trait for phylogenetic reconstruction. However, the great advantage of sequences for phylogenetic inference is that, in principle, each position in the sequence can be considered a separate character trait. For this to work, there needs to be a way of comparing individual homologous positions found in different homologous sequences. This is done by making sequence alignments, where, in essence, each sequence is assigned to a separate row in a matrix, and homologous positions in different sequences are lined up in columns. Such an alignment serves as the data matrix for phylogenetic analysis introduced earlier with the sequences in rows corresponding to OTUs, the columns corresponding to homologous traits, and the specific residue (amino acid or nucleotide base) in each sequence being the character states. It is critical to realize that the residues in one column are considered to be different states of a homologous trait. In other words, it is inferred that the residues in one column have been derived from a common residue in some ancestral sequence. This is known as positional homology.

If sequences simply evolved by changing the nucleotide found at one position to another nucleotide, alignments would not be particularly challenging&mdashall one would need to do is find the starting point for each homologous set of elements, and the rest of the residues would then simply line up downstream from the start. However, evolution is much more complex. Perhaps the most important complexity for the purpose of alignments is the occurrence of insertions and deletions. Such insertion/deletion changes can be small (e.g., involving a single position) or large (e.g., inserting a new domain in the middle of a protein). When these occur in one or more lineages in the history of the evolution of a particular element, the homologous residues in different sequences will be out of register with each other. That is, position 10 in one sequence may line up with position 45 in a homologous sequence. Thus, to make an alignment for which the positional homology still holds in alignment columns, gaps must be inserted into the alignment. If a residue were deleted in one element relative to all others, then a gap would need to be inserted in the element that included the deletion to line it up with the others. If a residue were inserted in one element, a gap would need to be inserted in all of the others to have them line up with the element with the insertion.

Figure 27.4 shows an example of how adding gaps can improve an alignment. Figure 27.4A is an alignment of hypothetical homologous genes without gaps. Note how the bases in the columns are not highly conserved. The addition of gaps in Figure 27.4B changes this, with each column containing only a single base. If the complete history of all insertions and deletions were known, the gaps in the alignments could be placed easily to make all of the homologous residues line up correctly. Of course, this information is not available in most cases, so the locations of the gaps must be inferred. Alignment algorithms are designed to slide sequences against each other in various ways to identify where and how large the gaps should be, a process that must be optimized for all of the sequences in an alignment, not just each pair.

Insertions and deletions are not the only complexity of sequence evolution that alignment methods need to deal with. For example, sections of an element can be moved from one end of an element to the other via some type of translocation. Sections from one element may move into the middle of another element. Inversions can make optimal alignments nonlinear. In part because of these complexities, there is an almost bewildering diversity of methods available for carrying out sequence alignments for phylogenetic analysis. Some of the different classes of approaches are reviewed here, including those that focus only on primary sequence and those that attempt to use secondary or tertiary structure information as a guide. Note that these same approaches are used in performing database searches as discussed in the previous section.


Defining phenotypic plasticity

From the perspective of evolutionary biology, classic and dramatic examples of phenotypic plasticity in animals include wing polymorphisms in some insects, the timing of metamorphosis in amphibians, and alternative reproductive tactics in male vertebrates – all of which exhibit complex neuro-endocrine control mechanisms that are sensitive to various environmental factors (Ketterson and Nolan, Jr,1999 Sinervo and Calsbeek,2003 Boorse and Denver,2004 Knapp, 2004 Zera, 2004). From the biomedical perspective, well-known examples of plasticity include effects of intentional physical conditioning (exercise training)(Flück, 2006) such as weight lifting, on human morphology and physiology. Various biomedical subfields use additional terminology, such as `metabolic plasticity' or`cardiac remodeling', and the molecular mechanisms underlying such processes as muscular and neuronal plasticity are the subject of intensive study [for reviews, see other articles in this issue(Flück, 2006 Hood et al., 2006 Johnston, 2006 Magistretti, 2006 Swynghedauw, 2006)]. (Many environmental insults, e.g. excessive alcohol consumption, smoking, inhalation of coal dust, can lead to `plastic' changes in organs and organ systems, but when such changes are clearly pathological they are not typically included under the rubric of phenotypic plasticity.) In plants, basic growth form is notoriously plastic, and many readers will be familiar with the differences between dandelions growing in shade срещу sun [although genetic differences among clones may also be involved(Collier and Rogstad,2004)].

As with the term `adaptation' (see below), phenotypic plasticity can refer both to a process and to the outcome of that process. Phenotypic plasticity can be defined formally as the ability of one genotype to produce more than one phenotype when exposed to different environments, as the modification of developmental events by the environment, or as the ability of an individual organism to alter its phenotype in response to changes in environmental conditions (Gordon, 1992 Scheiner, 1993 Via et al., 1995 Futuyma, 1998 Freeman and Herron, 2004 Pigliucci, 2005 Rezende et al., 2005 Stearns and Hoekstra, 2005 Pigliucci et al., 2006). The range of phenotypes that a given genotype (possessed by an individual organism or by an entire clone or inbred line) may produce when exposed to a range of environmental conditions is termed its norm of reaction, and non-parallel reaction norms of different genotypes indicate the presence of genotype-by-environment interaction.

The sequence of events involved in phenotypic plasticity often includes the following components: (1) something in the environment changes (2) the organism senses that change (3) the organism alters gene expression and (4),usually, the altered gene expression yields additional observable phenotypes[e.g. see fig. 8 in Flück's paper in this issue(Flück, 2006)]. Several aspects of this scenario require amplification. With respect to (1), we may attempt to draw a distinction between environmental factors that are external or internal to an organism. Changes in ambient temperature, humidity or oxygen concentration would constitute external environmental factors, and many organisms respond to these with phenotypic plasticity that involves multiple organ systems and multiple levels of biological organization. Mechanical overload of the heart is an example of an environmental change that occurs within an organism, and it leads mainly to organ-specific changes that necessarily involve fewer levels of biological organization(Swynghedauw, 2006). Of course, external environmental `stresses' can also lead to tissue-specific responses (e.g. Cossins et al.,2006). Nonetheless, we may predict that, in general, external environmental changes will lead to more and more pervasive plastic responses as compared with internal changes. With respect to (2), some changes may occur without any formal sensing by the organism, e.g. as a result of direct (and possibly differential) effects of temperature on the rates of ongoing biochemical and physiological processes. With respect to (3), it is important to note that some plastic responses need not involve changes in gene expression (transcription) but instead could occur чрезphosphorylation of existing proteins, changes in protein levels caused by variation in protein ubiquitination, or stimulation of existing microRNAs(Nelson et al., 2003 Schratt et al., 2006). For point (4) we emphasize the word `usually' because it is possible that lower level traits might change in offsetting ways such that higher level traits could show little or no apparent change. For example, it would be theoretically possible (though perhaps unlikely) for exercise training to cause an increase in maximal heart rate but a reduction in stroke volume such that cardiac output was unchanged.

Acclimation and acclimatization(Wilson and Franklin, 2002),as well as learning and memory (e.g. Magistretti, 2006), are encompassed by the most inclusive definitions of phenotypic plasticity. Therefore, environmentally induced changes may or may not be reversible,depending on the organism, trait, and when in the lifecycle and for how long the environmental exposure occurs (Hatle,2004 Johnston,2006). If the capacity for change is more-or-less fully reversible, then it may be termed phenotypic flexibility(Piersma and Lindstrom,1997).

Whether reversible or not, it is generally assumed that environmentally induced modifications are adaptive in the sense that they improve organismal function and/or enhance Darwinian fitness of the individual organisms that exhibit such effects (Nunney and Cheung,1997). In fact, this may or may not be true, and the claim that such changes will aid the organism has been termed the beneficial acclimation hypothesis (Leroi et al.,1994 Huey and Berrigan,1996 Huey et al.,1999 Wilson and Franklin,2002). In some cases, behavioral plasticity can shield lower level traits from selection (Huey et al.,2003 Price et al.,2003). At the population level, phenotypic plasticity in behavior and other traits can facilitate invasions of new habitats(Price et al., 2003 Price, 2006 Pigliucci et al., 2006). As reviewed elsewhere in this issue (Fordyce,2006), many ecological (cross-species) interactions are mediated by the phenotypically plastic responses of one or more species involved in the interaction. Some of these ecological interactions can be quite complex and difficult to predict, as when an herbivore induces a plant phenotype that in turn affects the performance of other herbivores(Fordyce, 2006)

At this point it is worth remembering that the word adaptation has numerous meanings in biology (Garland and Carter,1994 Bennett,1997). Most generally, we should keep in mind the distinction between what is often called `physiological adaptation' (environmentally induced changes that occur within individual organisms during their lifetimes,including acclimation and acclimatization) and `evolutionary adaptation'(cross-generational changes in the genetic composition of a population in response to natural selection). Physiological adaptation is one type of phenotypic plasticity, but the ability to be plastic for any particular trait may also be an evolutionary adaptation whose details vary among organisms.

As noted above, although biologists have usually assumed that physiological adaptation is adaptive in the evolutionary sense, this is not always a safe assumption because some changes will be simply the result of activation of control systems designed to do something else, and they can even be maladaptive, including various human pathologies(Nesse, 2005 Swynghedauw, 2006). In general, non-adaptive plasticity might be expected to occur any time that an organism is exposed to environmental conditions with which it is `unfamiliar'in terms of its evolutionary history. This follows from the general evolutionary principle that organisms gradually lose abilities and traits that are no longer under positive selection, well-illustrated by things like blind cave fish or flightless birds on islands that lack predators(Diamond, 1986). Thus, imagine a species that has inhabited low-elevation environments for millions of years,adapting evolutionarily to function (reasonably) well in `normal' levels of atmospheric oxygen (∼21%). If one were to expose individuals of this species to high altitude, then they might be expected to exhibit inappropriate physiological responses to reduced atmospheric oxygen. The literature on human physiological responses to high altitude, both acute and chronic, is interesting in this context because it offers conflicting views on whether and to what extent various changes are adaptive срещу maladaptive, and whether long-term, high-altitude native populations exhibit evolutionary adaptations to hypoxia (e.g. Winslow et al., 1989 Beall,2001 Brutsaert et al.,2005 Norcliffe et al.,2005 Wu et al.,2005). More generally, it is worth noting that the environment that many human beings experience (including aspects of nutrition, sanitation,medicine and the so-called built environment) has changed very rapidly relative to our generation time. Concomitantly, average lifespan has increased in many countries and diseases associated with aging have become much more common (e.g. Swynghedauw,2006). Therefore, it may be expected that at least some aspects of our phenotypic plasticity may not be adaptive.


Romancing the firefly

The twinkling of fireflies heralds summer romance for these magical insects. While courting on-the-wing, male fireflies attract females' attention with bioluminescent flashes.

But new research from biologists at Tufts University's School of Arts and Sciences, published online in Proceedings of the Royal Society -- Biological Sciences, reveals that, after the lights go out, female fireflies prefer substance over flash. They seem to choose mates able to give them the largest "nuptial gift" (a high protein sperm package that helps females produce more eggs) without regard to flashes. Those generous males are also more likely to succeed in becoming the fathers of the next firefly generation.

Previous work on Photinus fireflies shows that females are very picky during the on-wing stage of courtship. These females will only flash a response toward select males that light up with especially attractive courtship flashes. After a lengthy back-and-forth exchange, the flashing stops, the lights go out, and firefly pairs spend the night together.

A night of firefly romance also includes gifts, called spermatophores, that each male donates to his sweetheart. But the next night these females are likely to mate again with a different male.

After a female has mated with several males, the big evolutionary question becomes: which male gets to pass along his genes to the next generation of firefly babies?

"Lots of people don't realize that sexual selection is happening not only before mating, but also during and even after mating," said Professor of Biology Sara Lewis, an expert on the evolutionary process of sexual selection and senior author on the paper. "Focusing on what happens after contact, we wanted to examine how much a male's success -- in both mating and fathering offspring -- depended on his flashes or on his nuptial gift offering."

Lewis and coauthor Adam South, who studied in the Lewis lab and recently received his Ph.D. from Tufts' Graduate School of Arts and Sciences, set up an experiment using infrared video and paternity testing based on firefly DNA to determine what makes certain males more successful after the lights go out.

To get the female fireflies in the mood, the researchers relied on LED lights programmed to make two kinds of flashes. Some females saw only artificial male flashes determined by previous research to be highly attractive to females others saw unattractive flashes.

Male fireflies were also split into two groups: virgins whose nuptial gifts were large since the males had never mated and males whose spermatophores were smaller because they had mated the previous night. After several minutes of courtship flashing, males and females were put together in pairs, and the Tufts biologists videotaped their close-up courtship behaviors under infrared illumination. Because they take place under cover of darkness, many of these behaviors had never before been observed.

Analysis of hours of firefly video revealed that once a female was in close quarters with a male, she was much more likely to mate with males that had larger nuptial gifts to offer, as determined by the researchers' later examination. The females didn't seem to care what kind of male flashes they had seen.

"We were surprised to discover that attractive flashes only seem to benefit males during the early stages of firefly courtship," said South. "Initially, flashes are important. Female fireflies preferentially respond to males based on temporal flash characteristics. Once males make physical contact, however, females switch to an alternative cue -- one that's related to male nuptial gift size. What makes this especially intriguing is that females have no way to directly evaluate gift size, since it's created and transferred internally."

Furthermore, when females mated sequentially with two different males, paternity testing of their offspring revealed yet another benefit for big gift-givers. Males that gave larger nuptial gifts fathered more of their mate's offspring compared with rival males. South and Lewis say that's probably because larger gifts contain more sperm.

So not unlike human romance, love remains a mystery among fireflies and first impressions are only part of the story. While a female's initial assessment of potential mates is based on males' luminescent flashes, the Tufts research shows that once a pair makes contact, sexy flashes no longer matter. Instead, it's those males that have larger nuptial gifts to give that win out with higher reproductive success. Males with limited resources may face a trade-off between investing either in sexy flashes or in costly gifts.


Гледай видеото: Desislava - Ptitsa skitnitsa. Десислава - Птица скитница (Юни 2022).


Коментари:

  1. Biecaford

    Заключителен съм, съжалявам, но не се приближава до мен. Ще търся по -нататък.

  2. Kazimuro

    I am final, I am sorry, but you could not give little bit more information.

  3. Baron

    Wacker, it seems to me a remarkable idea

  4. Mlynar

    read - liked it



Напишете съобщение