REKLAMA


 

REKLAMA


 

Przedstawiciel rodziny Hylicellidae (Cicadomorpha) ze środkowojurajskich pokładów Daohugou w Chinach – te pluskwiaki to jedna z wymarłych grup Clypeata – bardzo licznej i zróżnicowanej, a jednocześnie jedynej linii rozwojowej reprezentującej podrząd Cicadomorpha w faunie współczesnej Przedstawiciel rodziny Hylicellidae (Cicadomorpha) ze środkowojurajskich pokładów Daohugou w Chinach – te pluskwiaki to jedna z wymarłych grup Clypeata – bardzo licznej i zróżnicowanej, a jednocześnie jedynej linii rozwojowej reprezentującej podrząd Cicadomorpha w faunie współczesnej Archiwum autora

Roślinożerne mszyce i cykady, ale także owady żywiące się krwią ludzi i zwierząt domowych – tyle zazwyczaj wiemy o licznej grupie pluskwiaków. Tymczasem Hemiptera to jeden z „Wielkiej Piątki” rzędów owadów, które osiągnęły we współczesnej faunie największy sukces ewolucyjny


Szwedo_Jacek

Autorem tekstu jest Jacek Szwedo
Katedra Zoologii Bezkręgowców i Parazytologii,
Uniwersytet Gdański
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Dr hab. prof. UG Jacek Szwedo zajmuje się ewolucją i filogenezą pluskwiaków, szczególnie Fulgoromorpha, CicadomorphaColeorrhyncha, ewolucją, klasyfikacją, paleobiologią, paleobioróżnorodnością i paleogeografią Hemiptera i grup pokrewnych (Paraneoptera), wzorcami i scenariuszami ewolucyjnymi owadów. Prowadzi także badania w zakresie morfologii porównawczej współczesnych i kopalnych Hemiptera, oparte zarówno na faunie współczesnej jak i faunach wymarłych zachowanych w postaci inkluzji w żywicach kopalnych oraz skamieniałościach w skałach osadowych. 

 


Historia Hemiptera jest długa i skomplikowana – liczy sobie co najmniej 330 milionów lat. Współczesna fauna to potomkowie zaledwie kilku linii ewolucyjnych, które istniały w przeszłości. Z „Wielkiej Piątki” wyróżnia je także to, że są to owady o przeobrażeniu niezupełnym. Formy larwalne pluskwiaków, zwane nimfami, wylegające się z jaj, są podobne do form dorosłych, różniąc się m.in. brakiem rozwiniętych skrzydeł, choć znane są takie, których larwy są niepodobne do dorosłych.

 

Pluskwiaki są obecne we wszystkich środowiskach od pustyń przez wilgotne lasy tropikalne, po wody słodkie, a nawet otwartą toń oceaniczną, od wysokich gór, przez ściółkę i glebę, po głębie jaskiń. Wśród nich znajdziemy formy roślinożerne, mycetofagiczne, drapieżne i hematofagiczne, które mogą być wektorami chorób roślin, zwierząt i człowieka. Rozmiary tych owadów są zróżnicowane, od 1 mm (niektóre Heteroptera: Anthocoridae; niektóre Sternorrhyncha) po bardzo duże, jak cykada Megapomponia imperatoria (Westwood, 1842) osiągająca długość ciała 7 cm i rozpiętość skrzydeł ponad 20 cm. Cechą jednoczącą tak zróżnicowane owady jest budowa aparatu gębowego i metoda pobierania pokarmu. Wszystkie pluskwiaki mają aparat gębowy w postaci rostrum (kłujki), zbudowanej z segmentowanej, przekształconej wargi dolnej (labium) okrywającej wydłużone sztylety szczękowe i żuwaczkowe – przystosowane do pobierania pokarmu płynnego.

 

Hemiptera są obecnie dzielone na sześć podrzędów, są to: wymarłe Paleorrhyncha, Sternorrhyncha, Fulgoromorpha, Cicadomorpha, ColeorrhynchaHeteroptera.

 

Dawne początki i wielki boom

 

Najstarsze pluskwiaki znane są z serpuchowu (późny starszy karbon). Ich krewniakami były wymarłe Hypoperlidae, u których aparat gębowy jest już wydłużony, przystosowany do pobierania pyłku paproci nasiennych i pierwotnych roślin nagozalążkowych, użyłkowanie skrzydeł przypomina zaś to spotykane u najdawniejszych pluskwiaków. Karbońskie Hemiptera wyspecjalizowały się w pobieraniu pokarmu płynnego, z naczyń sitowych ówczesnych roślin. W permie obecne były zróżnicowane Paleorrhyncha – niewielkie owady, z wydłużoną kłujką, o uproszczonym użyłkowaniu skrzydeł i wydłużonym pokładełkiem. Rozwijały się główne linie Hemiptera, zaś ich silne różnicowanie i powstanie linii współczesnych nastąpiło w triasie. Wtedy przodkowie Heteroptera przeszli z fitofagizmu, poprzez padlinożerność do drapieżnictwa. Clypeata – jedyne współczesne Cicadomorpha, charakteryzują się rozrostem clypeusa i mięśni pompy ślinowej, co pozwoliło im przejść na odżywianie się zawartością ksylemu. Wtedy też prawdopodobnie doszło do specjalizacji ich symbiontów. Okres jurajski to rozkwit większości linii rozwojowych: mszyc, Fulgoromorpha oraz Clypeata. Wśród Heteroptera obecne są wszystkie infrarzędy oraz pojawiają się formy wtórnie roślinożerne; niezależnie od pierwotnie wodnych Nepomorpha, do życia w wodzie przechodzą przedstawiciele infrarzędu Gerromorpha.

 

Aafrita biladalshama Szwedo et Azar, 2013 – przedstawiciel wymarłej rodziny Perforissidae (Fulgoromorpha) z dolnokredowego bursztynu libańskiego. Perforissidae były szeroko rozpowszechnione i silnie zróżnicowane w okresie kredowym, zasięgiem obejmowały zarówno obszar Gondwany jak Laurazji . Fot.  archiwum autora

 

Fundamentalne dla obrazu fauny współczesnej Hemiptera zmiany środowiskowe miały miejsce w czasie przebudowy biocenotycznej na granicy dolnej i górnej kredy, gdy siedliska lądowe stały się zdominowane przez rośliny okrytozalążkowe, liczne paleofityczne linie ewolucyjne nagozalążkowych zaś, które były roślinami żywicielskimi dla wielu pluskwiaków, wymarły. Po tym przełomie nastąpiła gwałtowna radiacja i różnicowanie się ściśle fitofagicznych mszyc, czerwców oraz mączlików. W tym czasie rozwijały się też współczesne nadrodziny Cicadomorpha: Clypeata.

 

Zmiany florystyczne wymuszały adaptację grup roślinożernych do nowych warunków i nowych nisz troficznych. W paleogenie silnie specjalizowały się mszyce, czerwce, mączliki, koliszki (Psylloidea), FulgoromorphaCicadomorpha, roślinożerne Heteroptera. Kolejnym wyzwaniem ewolucyjnym dla Hemiptera był okres ochłodzenia i osuszenia klimatu od początków oligocenu oraz pojawienie się otwartych siedlisk trawiastych i ziołoroślowych. Te nowe środowiska szybko zostały opanowane przez wyspecjalizowane grupy fitofagów z wszystkich podrzędów.

 

Skąd to panowanie?

 

Pluskwiaki to 290 rodzin współczesnych i kopalnych, co jest największą liczbą wśród rzędów owadów. Są ogromnie zróżnicowane taksonomicznie, morfologicznie, ekologicznie i behawioralnie. Mimo dość jednolitej struktury aparatu gębowego pobierają bardzo różnorodny pokarm: roślinny i zwierzęcy, co umożliwiło im zajęcie licznych i rozmaitych nisz ekologicznych oraz szerokie rozprzestrzenienie w świecie. Większość roślinożernych pluskwiaków usuwa nadmiar cukrów pobranych wraz z pokarmem, wytwarzając różnego rodzaju woski, które są wykorzystywane jako materiał do budowy osłon otaczających ciało owada, zabezpieczania złóż jaj czy tworzenia woreczków jajowych noszonych przez samice, nici i „piór” woskowych o znaczeniu ochronnym, ale także stabilizującym lot. Cicadellidae tworzą struktury zwane brochosomami, które mają funkcje ochronne. Liczne pluskwiaki składają jaja do tkanek roślinnych, zabezpieczając je w ten sposób. Spotykane są też różne formy opieki nad potomstwem, od osłaniania jaj w złożu tworami woskowymi, poprzez ich noszenie, ochronę larw, aż po żyworodność.

 

Uproszczony chronofilogram ewolucji podrzędów Hemiptera. Czas w milionach lat

 

Owady te wchodzą w ścisłe związki z bakteryjnymi symbiontami wewnętrznymi, można powiedzieć, że podlegają procesom ewolucyjnym jako „organizmy rozszerzone” (w Dawkinsowskim rozumieniu rozszerzonego fenotypu). Symbionty ewoluują z ich gospodarzami i są przenoszone z pokolenia na pokolenie. Dostarczają niezbędnych składników (aminokwasów, witamin itd.) uzupełniających niezbalansowaną dietę pluskwiaków. Występują zarówno u owadów roślinożernych, jak i u drapieżnych oraz hematofagicznych. Liczne pluskwiaki współegzystują także z mrówkami, „wynajmując” je m.in. do opieki nad larwami, za co odpłacają się, wydzielając im spadź. Larwy endemicznego australijskiego piewika Kahaono montana Evans, 1966 (Cicadomorpha: Cicadellidae) ukrywają się przed drapieżnikami, tworząc nici jedwabne – to jedyny przykład wśród pluskwiaków. Myndus chazeaui Bourgoin, 2012 (Fulgoromorpha: Cixiidae) z Nowej Kaledonii wykorzystuje do ukrywania się oprzędy z nici jedwabnej tworzone przez pająki z rodziny Clubionidae.

 

Wszędobylskość dzięki szerokim zdolnościom adaptacji i szerokie spektrum troficzne. Dostosowanie do rozmaitych źródeł pokarmu przy wyspecjalizowanym sposobie jego pobierania. Duże zdolności dostosowawcze oraz szybkie różnicowanie taksonomiczne i morfologiczne. Odbudowa różnorodności po największych nawet kryzysach biotycznych. Wchodzenie w liczne interakcje symbiotyczne i mutualistyczne. W tym wszystkim trzeba upatrywać ogrom sukcesu ewolucyjnego pluskwiaków.

 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Bennett G.M., Moran N.A. (2013). Small, smaller, smallest: the origins and evolution of ancient dual symbioses in a phloem-feeding insect. Genome Biology and Evolution 5: 1675-1688.
Forero D. (2008). The systematics of the Hemiptera. Revista Colombiana de Entomologí­a 34: 1-21.
Shcherbakov D.E., Popov Yu.A. (2002). Superorder Cimicidea Laicharting, 1781; Order Hemiptera Linne, 1758. The bugs, cicadas, plantlice, scale insects, etc. In: Rasnitsyn A.P., Quicke D.L.J. (eds.) History of insects. Dordrecht (The Netherlands): Kluwer; pp. 143-157.


Academia nr 4 (40) 2014

 

 

Oceń artykuł
(0 głosujących)

Artykuły powiązane

Tematy

agrofizyka antropologia jedzenia antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekonomia energia odnawialna etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finanse finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa inżynieria żywności język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kooperatyzm kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 oceanografia ochrona przyrody orientalistyka ornitologia paleobiologia paleogeografia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt punktoza Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność smog socjologia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Wydanie elektroniczne

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl