Dae-Am Yi

1 Лаборатория по биологично разнообразие и екология, Отдел по екологични науки и екологично инженерство, Колеж по науки за живота и биотехнологии, Корейски университет, 145 Anam-ro, Seongbuk-gu, Сеул, Република Корея,

4 Център за изследване на екологията на насекомите, Музей на насекомите Йенгвол, Donggang-ro 716, Йонгвол-гун, Кангвон-до, Република Корея,

Александър В. Куприн

2 Федерален научен център за сухоземно биологично разнообразие в Източна Азия, Далекоизточен клон на Руската академия на науките, Владивосток-22, 690022, Русия,

Йон Дже Бае

3 Лаборатория по биоразнообразие и екология, Отдел по екологични науки и екологично инженерство, Колеж по науки за живота и биотехнологии, Корейски университет, 145 Anam-ro, Seongbuk-gu, Сеул, Република Корея,

Резюме

Тази статия описва за първи път случаите на екзогенни морфологични аномалии, които се появяват по време на отглеждане на Callipogon relictus Semenov, 1899 г. в лабораторна обстановка. Най-висока честота на аномалиите е наблюдавана по време на какавидирането. Може да се приеме, че при бръмбарите от тази група, в крайните етапи на онтогенезата, някои абиотични фактори като влажност и температура играят важна роля.

Въведение

Морфологичните аномалии са често срещани при различни групи насекоми, но там е рядкост. Подробна класификация и терминология на морфологичните аномалии и тератизма при бръмбарите е предложена от J. Balazuc (1948). По-късно различни автори описват случаи на атипични телесни структури (най-вече в имаго) при много групи насекоми: въшки (Blagoveshenskiy 1969), дългоноси (Stachowiak 1982, Chadwick and Brunet 1985, Cmoluch 1985, Read 1994, Nazarenko 2006, 2014), земя бръмбари (Ferreira 2008, Kamal et al., 2008), пътни бръмбари (Frank 1981, Ferreira 2011), листни бръмбари (Prisniy 1983, Abdullah and Abdullah 1969), хименоптери (Balazuc 1958, Akre et al. 1982), както и проби, получени по време на лабораторно размножаване (Savini and Furth 2004). Някои автори отбелязват морфологични аномалии при някои представители на семейство Cerambycidae (Balazuc 1952, Floch de Gallaix 1974, Cofais 1976, Osuna 1992, Schneider & Thoma 2004, Rahola 2005). За възрастни от Stictosomus semicostatus Audinet-Serville, 1832, Ctenoscelis ater (Olivier, 1795), Enoplocerus armillatus (L., 1767) и Acanthinodera cumingii (Hope, 1833), са описани случаи на антенални отклонения и деформации на пронотума и елитрата (Thouvenot 2006, Vitali 2007). В повечето случаи причините за аномалии в развитието на различни части на тялото все още са неясни, но след резултатите от тези експерименти някои външно подобни аномалии могат да бъдат следствие от различни фактори на околната среда (Василиева 2005).

Целта на настоящата статия е да опише случаите на морфологични аномалии, идентифицирани в премагиналните стадии и възрастни от Callipogon relictus, които са били отглеждани в лаборатория.

Материали и методи

Образци за тази статия са получени по време на разработването на методи за лабораторно отглеждане и поддържане на рядък представител на семейството на дългорогите бръмбари, Callipogon relictus Semenov, 1899, който е широко разпространен в Източна Азия и е рядък и застрашен вид (Kim et al. 1976, Kuprin and Bezborodov 2012, Li et al. 2012, Kuprin 2016, Yi et al. 2017a). Разработените методи за лабораторно отглеждане на този вид са подробно описани в нашите трудове (Kuprin et al. 2014, Yi et al. 2017b).

Освен това са изследвани екземпляри, събрани в различни местообитания и видове, които се съхраняват в научните институции:

ЦИН РАС Зоологически институт на Руската академия на науките, Санкт Петербург, Русия,

ZMMU Зоологически музей на М.В. Държавен университет Ломоносов, Москва, Русия,

IBSS FEB RAS Институт по биология и почвознание, Далекоизточен клон на Руската академия на науките, Владивосток, Русия,

UNR FEB RAS Природен резерват "Усури", Далечноизточен клон на Руската академия на науките, Усурийск, Русия,

KU Корейски университет, Сеул, Южна Корея,

YIM Музей на насекомите Yangpyeong, Yangpyeong-gun, Gyeonggi-do, Южна Корея,

PHS Гимназия Paichai, Сеул, Южна Корея,

HRCI Изследователски център за насекоми Hampyeong, Hampyeong-gun, Junranam-do, Южна Корея,

IZAS Институт по зоология, Китайска академия на науките, Пекин, Китай.

Получената от нас колекция от възрастни и предмагимални етапи в лабораторията се съхранява в Центъра за изследване на екологията на насекомите от музея на насекомите Йонгуол, Йонгуол, Корея.

Резултати и дискусия

В резултат на разследването са проучени повече от 200 екземпляра от възрастни Callipogon relictus, събрани в различни местообитания, и приблизително 120 екземпляра от премагинални стадии и възрастни, получени в лабораторни условия. Най-често срещаните аномалии при възрастни, ларви и какавиди са групирани и са представени на фигури Фигури 1 1 - 3 .

застрашен

Личинки от Callipogon relictus с различни деформации на тегументите.

Възрастни на C. relictus с различни деформации на развитието на тялото.

Аномалии на ларвите. В изследваните образци са идентифицирани пръстеновидни аномалии на телесните сегменти (Фигура (Фигура 1) 1) и в някои случаи изолирани вдлъбнатини под формата на тумори, образувани след линеене на ларвата и свързани със забавена склеротизация на тегументите. Може също така да се предположи, че появата на тези аномалии се дължи на активността на ксилобионтни акари. Забележително е, че след известно време ларвите, показани на Фигура Фигура 1 1, започнаха да губят тегло и в крайна сметка умряха.

Аномалии на какавидите и възрастните. Фигури Фигури2 2 и и 3 3 показват различни сложни аномалии на какавиди и имаго на Callipogon relictus. Най-честата аномалия при възрастните (както в лабораторни условия, така и в природата) е тремателитрията, т.е. перфорация на елитрата в резултат на локална некроза на хиподерма преди образуването на имагинална кутикула (фиг. 3) 3). Подобни случаи са чести при представители на други групи бръмбари, например Carabus cancellatus Ill., Silpha carinata Hbst., Silpha obscura L., Tenebrio molitor L. (Prisniy 2009). Има случаи на брахелитрия, т.е. съкращаване или намаляване на дисталната част, намаляване на размера на елитрата и, като следствие, непълно разширяване на елитрата, когато възрастният се появи. В лабораторен експеримент кръстосването на мъжки с брахелитрия с нормална женска води до развитие на ларви, които дават възрастни без морфологични аномалии. В допълнение към гореспоменатите аномалии на елитрата, при възрастни са открити и други деформации на придатъците на тялото (мандибули, антени, палпи и крака) (фиг. (Фиг. 3 3)).

Какавида C. relictus с различни деформации на тегументи и крайници.

В хода на проверката на колекционния материал от ЗИН РАН е намерен екземпляр джудже (1 мъж, Приморски (Усурийски) край, с. Яковлевка, 23.VII.1926 г., Д. Филипжев дет.) С дължина на тялото 3,18 см. Джуфизмът при насекомите може да бъде причинен както от екзогенни фактори (недостиг на храна и намаляване на средните температури и влажност по време на онтогенезата, гъстота на населението), така и от ендогенни фактори (кумулативен ефект на много гени или патологии на жлезите с вътрешна секреция) (Wigglesworth 1967).

Естеството на описаните случаи на морфологични аномалии на C. relictus, както и анализ на литературните данни (Ortuño и Hernández 1993), предполагат, че те могат да се появят при всички представители на Приони. Най-честите отклонения включват всички случаи на деформация на елитрата, перфорация на елитрата, разстройство на инервацията и аномалии на краката (близо 80% от изследваните проби). Тези изследвания показват, че като правило появата на такива аномалии се причинява от промяна в режима на температура и влажност или от механично увреждане на ларви и какавиди (по време на биоморфологични измервания).