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| ワイオミア・スミシー | |
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| 女性 | |
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| ワイオミア・スミティの 幼虫（40倍拡大） | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 真核生物 |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 注文： | 双翅目 |
| 家族： | カ科 |
| 亜科: | ウシ科 |
| 部族： | サベティーニ |
| 属: | ワイオミア |
| 種： | W. スミシー
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| 二名法名 | |
| ワイオミア・スミシー コキレット、1901
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Wyeomyia smithii （ウツボカ）は、紫色のウツボカズラ（サラセニア・プルプレア）のフィトテルマ（つまり、その中に含まれる水）で成虫になる前のライフサイクルを完了する蚊です。細菌、ワムシ、、ユスリカのこの微小コミュニティでは、 W. smithiiが最上位の捕食者であり、その存在がウツボカズラ内の細菌種の多様性を決定します。 [1]
W. smithii は一般的には害虫ではありません。米国北部の個体群はまったく血を吸いませんが、米国南部の個体群は最初の卵を産んだ後にのみ血を吸います。[2] [3]その後も、吸血には興味がないようです。実際、同じ種に必ず刺す個体群と刺さない個体群の両方が存在する唯一の蚊として知られています。[4]
ライフサイクル
ライフサイクルの説明
Wyeomyia smithiiのライフサイクルは、晩春または初秋に、成虫の雌が紫色のウツボカズラのフィトテルマに卵を産むときに始まります。卵はその後、幼虫として孵化する 1 ～ 8 日前までウツボカズラの中で妊娠します。幼虫はフィトテルマに留まり、細菌、微小動物、腐敗した昆虫を食べます。蚊の幼虫は、孵化後約 20 ～ 22 日で 5 齢になるまでウツボカズラの中で生活します。その後、交尾の準備ができた成虫の蚊として現れます。Wyeomyia smithii の雌は、性成熟後 2 日以内に受精卵を産みます。米国南部の一部の個体群は、最初の卵を産んだ後に 2 回目の卵を産むために血を飲むことが知られていますが、北部の個体群でこの行動が見られるという報告はありません。[5]
光周性
Wyeomyia smithii は光周性の研究のためのモデル生物です。光周性とは、季節の信頼できる予測因子として日長を測定することで季節的なライフヒストリーイベントを制御する生物学的プロセスです。W. smithii は発育停止状態、つまり幼虫休眠状態に入ります。これは日長が短いと開始および維持され、日長が長いと回避または終了します。[6]地球温暖化と冬の短縮により、W. smithii が休眠状態に入る前に日が短くなることが観察されているという推測があり、これはミクロ進化選択の例であるという理論につながりました。つまり、休眠状態に入るのに長い時間がかかり、適応度が高かった蚊が好まれたのです。[7]
Wyeomyia smithiiの光周性は、気候変動が植物や動物の遺伝子変化を強制する という驚くべき発見を検証するために自然界で考えられています。Wyeomyia smithii は、ウツボカズラの葉の中で休眠幼虫として冬を越します。ウツボカズラの蚊は幼虫の冬眠に入ります。つまり、日照時間が短いと休眠が開始および維持され、日照時間が長いと休眠幼虫の継続的な発育が促進されます。日照時間の長さは、冷やされていない幼虫の発育開始と終了について、50% の発育と 50% の休眠 (臨界日照時間) を促進します。発育開始について、昆虫は「敏感期」を通過し、その間に日照時間が長いか短いかが解釈され、休眠/非休眠反応が起こります。Wyeomyia smithii は休眠中は光周性です。感受性期間は無限に長く、異なる光を操作することの影響は、数日ではなく、数週間または数ヶ月にわたって評価できます。Wyeomyia smithii は、食虫植物であるサラセニア・プルプレアの水分を含んだ葉の中でのみ産卵し、成虫前の発育を完了します。この分布域全体にわたって、W. smithii は均一な微小生息地を占めており、その群集構成は非常に一貫しています。光周期反応は、その場でも氷河期後の分散でも、さまざまな季節の変化にさらされてきました。[8]
蚊と植物の共進化
植物の適応
W. smithii が生息する紫色の食虫植物 ( Sarracenia purpurea ) は、多くの異なる生物にとって最も住みやすい食虫植物として知られています。少なくとも 165 種の昆虫、原生動物、藻類、その他の生物が紫色の食虫植物の中で生息できます。この植物は、他の酸性の肉食性食虫植物よりもpHの高い液体に適応しています。この植物が分泌する液体は、その捕食者に集める雨水に比べて少ないため、溶液が薄まり、外部の生物にとってより住みやすい環境が作り出されます。この植物が多様な生物を宿すことができる適応は、蚊にとって有利です。なぜなら、その幼虫がそれらの生物を捕食するからです。蚊は食虫植物が捕らえた食物も捕食するため、安定した食料源となります。[9]
蚊の進化と適応
ウツボカ（Wyeomyia smithii）は、紫色のウツボカズラとの共進化により、科学的研究で注目されている。この2種の関係は、気候変動に対する遺伝的反応を浮き彫りにしており、気候変動に適応するために個体群がどのようにより速いペースで進化できるかを詳細に示している。水で満たされたウツボカズラは、その生息地の範囲内で蚊にとって適切な住処であることが証明された。これは、両種とも温帯気候に耐えることができるためである。この考えにより、ウツボカズラは、この蚊種が現在の領域に留まるための次の選択肢となる。[10]
この関係は両種にとって有益であり、両者が共に進化し続けることを可能にします。紫色のウツボカズラは、蚊が死滅すると、蚊を栄養源として利用します。そして、これらの蚊は他の亜種と何ら違いはなく、魅力の点では水に引き寄せられます。ウツボカズラは水で満たされており、これはメスの蚊が卵を産む場所として使用される一種の環境です。ほとんどのウツボカズラ蚊は、より若いウツボカズラによく寄ってきます。植物は安定した食料源を提供するだけでなく、幼虫が成長するための保護された場所でもあります。[11]
参考文献
- ^ Celeste N. Peterson、Stephanie Day、Benjamin E. Wolfe、Aaron M. Ellison、Roberto Kolter、Anne Pringle (2008)。「キーストーン捕食者が食虫植物（サラセニア・プルプレア）の微小生態系における細菌の多様性を制御する」（PDF）。環境微生物学。10 （9）：2257–2266。Bibcode ：2008EnvMi..10.2257P。doi ：10.1111 /j.1462-2920.2008.01648.x。PMID 18479443 。
- ^ ブラッドショー、ウィリアム E. (1980)。「ウツボカ（Wyeomyia smithii）の吸血と増殖能力」環境昆虫学。9 (1): 86–89。doi :10.1093/ee/9.1.86。
- ^ D. Allen (2015). 「ウツボカ（Wyeomyia smithii）の2つの分離した集団における二酸化炭素感受性」。優等生学位論文。大学優等生学位プログラム論文。126 。ジョージアサザン大学。
- ^ Armbruster, Peter A. (2018年1月30日). 「刺さない蚊への分子経路」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 115 (5): 836–838. Bibcode :2018PNAS..115..836A. doi : 10.1073/pnas.1721209115 . PMC 5798389 . PMID 29330331.
- ^ Donahue, Luke (2012). 「Wyeomyia smithii」. Animal Diversity Web . 2017年12月12日閲覧。
- ^ William E. Bradshaw & L. Philip Lounibos (1977). 「ウツボカの休眠の進化と光周期制御」Evolution . 31 (3): 546–567. doi :10.2307/2407521. JSTOR 2407521. PMID 28563474.
- ^ 「進化101：ミクロ進化の例」カリフォルニア大学バークレー校。 2014年10月15日閲覧。
- ^ Bradshaw, WE; Holzapfel, CM (2017). 「第2章：Wyeomyia smithiiにおける光周性の自然変異と遺伝学」。遺伝学の進歩。第99巻。アカデミックプレス。pp.39–71。
- ^ Adlassnig, W.; Peroutka, M. & Lendl, T. (2010年12月15日). 「生息地としての食虫植物のトラップ：流体の構成、生物多様性、相利共生活動」Annals of Botany . 107 (2): 181–194. doi : 10.1093/aob/mcq238 . PMC 3025736 . PMID 21159782.
- ^ 「ウツボカズラ類に生息する蚊が、急速に変化する地球の気候の影響を示している」。気候変動に対する進化的反応を示した初の動物の遺伝子構造が決定。国立科学財団。 2019年12月12日閲覧。
- ^ Nastase, Anthony; De La Rosa, Carlos & Newell, Sandra (1995). 「サラセニア・プルプレア L. の捕虫器の特性と関連して、ウツボカWyeomyia smithii (Coq.) (双翅目: カ科) およびユスリカ Metriocnemus knabi Coq. (双翅目: ユスリカ科) の生息数」。The American Midland Naturalist。133 ( 1): 44–51。doi :10.2307 / 2426346。JSTOR 2426346 。