Skamieniałość z latawcami – potomstwo czy foretyczne roztocze?


Ross Piper 2016-04-21


W zeszłym tygodniu Jerry zamieścił dyskusję o “Chłopcu z latawcem”, intrygującej skamieniałości 1-centymetrowego stawonoga, znalezionego w popiele wulkanicznym liczącym 430 milionów lat. Aquilonifer spinosus jest intrygujący z powodu małych obiektów, które są przyczepione do tego zwierzęcia, a które Derek Briggs i jego koledzy interpretują jako jego potomstwo. Wnioskują, że skamieniałość przedstawia unikatową formę opieki nad potomstwem, nieznaną w świecie zwierzęcym, z czym Jerry zgodził się.


Wprowadzenie Jerrego Coyne'a:

Zarówno Matthew, jak ja zapomnieliśmy o poście Matthew z 2013 r. o roztoczach, w którym opisywał zjawisko mogące wyjaśnić „skamieniałość z latawcami”, która ostatnio wzbudziła tyle uwagi. To stworzenie nie było wtedy znane, ale autor, biolog Ross Piper (jest przyjacielem Matthew) przysłał post, w którym argumentuje, że obiekty przymocowane do Aquilonifer spinosus mogą nie być potomstwem tego stawonoga, ale foretycznymi symbiontami (zwierzęta foretyczne to te, które używają osobników innych gatunków, by je transportowały). Szkoda, że Derek Briggs i jego koledzy nie czytali WEIT przed publikacją swojego artykułu!


Ross Piper:


Jestem nieco sceptyczny, bo istnieje inna możliwość, której autorzy nie rozważyli w pełni. Myślę, że mniejsze organizmy mogły używać A. spinosus, by uzyskać darmowy transport i są to raczej one niż dzieci. Ten rodzaj zachowania nazywa się forezja.


Briggs i in. omawiają możliwość, że przyczepione struktury są osobnikami foretycznymi/epizoami/pasożytami i odrzucili tę tezę (Jerry uznał ich argumenty za przekonujące). Jednak, szukając potencjalnych kandydatów foretycznych, patrzyli tylko na skorupiaki. Jeśli jednak spojrzymy na roztocze, szczególnie na stadium w cyklu życiowym roztoczy Uropodina znanym jako deutonimfa, możemy znaleźć bardzo dobry odpowiednik. Ponadto te roztocze i ich dziwaczny styl życia były tutaj omawiane mniej więcej trzy lata temu!


Te roztocze lubią środowiska nierówno rozrzucone w czasie i przestrzeni, takie jak sterty odchodów, padlina, martwe drewno i inne podobnie atrakcyjne miejsca. Roztocze są małe i bezskrzydłe, więc żeby dotrzeć do nowego środowiska, zaprzęgają do pomocy zwierzęta, które dzielą z nimi te środowiska, szczególnie różne chrząszcze (Aphodiidae, Geotrupidae, Scarabaeidae).[1]


Aby przyczepiać się do świecących ekzoszkieletów chrząszcza, który potrafi latać bardzo szybko, roztocze Uropodina wyewoluowały zdolność przywiązywania się do chrząszcza długą analną łodyżką zwaną pedicel (Ilustracja 1 i 2).


Deutonimfa roztocza Uropodina (Urobovella nova) odczepiona od swojego chrząszcza-wehikułu. Strzałka wskazuje miejsce przyczepienia do chrząszcza. Skala: 200 µm. Wzięte z odnośnika 3.
Deutonimfa roztocza Uropodina (Urobovella nova) odczepiona od swojego chrząszcza-wehikułu. Strzałka wskazuje miejsce przyczepienia do chrząszcza. Skala: 200 µm. Wzięte z odnośnika 3.

Podobnie jak jedwab pająka pedicel jest wydzielany przez gruczoły w tylnej części ciała roztoczy i wydostaje się przez odbytnicę[2]. Roztocz pociera odbyt o chrząszcza zanim rozstawia tylne odnóża lub odchodzi od miejsca zakotwiczenia, by rozciągnąć nić3.


Zarówno gruczoły, w których wytwarza pedicel, jak i sposób jego twardnienia, sugerują, że pedicel jest zrobiony z jakiegoś rodzaju jedwabiu. Jako entomolog wiele razy widziałem te deutonimfy na swoich pedicelach, często wiele ich na jednym chrząszczu (ilustracja 2).


Deutonimfy Uropoda orbicularis na żuku gnojaku Aphodius prodromus. Proszę zauważyć długość pediceli w C i D oraz nierówną dystrybucję deutonimf. Sądzi się, że długość pediceli jest związana z ryzykiem oderwania się (dłuższe pedicele, kiedy ryzyko oderwania się jest większe). Wzięte z odnośnika 2.
Deutonimfy Uropoda orbicularis na żuku gnojaku Aphodius prodromus. Proszę zauważyć długość pediceli w C i D oraz nierówną dystrybucję deutonimf. Sądzi się, że długość pediceli jest związana z ryzykiem oderwania się (dłuższe pedicele, kiedy ryzyko oderwania się jest większe). Wzięte z odnośnika 2.

W poście z 2013 r. WEIT opublikował te zdjęcia chrząszcza, którego Daniel Llaveneras znalazł w Andach i zamieścił tutaj:


Sądzę, że coś takiego jak te roztocze, jest lepszą interpretacją “dzieci” skamieniałości Aquilonifer.


Briggs i in. argumentowali, że stosunkowo duża liczba małych osobników przy skamieniałości była dowodem przeciwko autostopowiczom: “Jest mało prawdopodobne, by [Aquilonifer] tolerował obecność tak wielu powodujących opór epizoów”. 


Ale deutonimfy pokazane na zdjęciach podróżują grupami i często znajduje się ich wiele na gospodarzach. Często jedna deutonimfa jest przyczepiona tuż obok drugiej, nawet jeśli inne części ciała chrząszcza są wolne od roztoczy.2 W rzeczywistości te foretyczne deutonimfy wolą miejsca, gdzie już znajdują się inne deutonimfy.3 [iii] Nie znamy wpływu tych pasażerów na zdolność latania chrząszcza, ale musi być co najmniej równie znaczący, jak potencjalny wpływ na gospodarza wodnego.


Czymś innym, co wskazuje na foretyczną interpretację skamieniałości A. spinosus, jest lokalizacja przyczepionych osobników. Gdyby były naprawdę potomstwem, oczekiwalibyśmy, że będą skupione w jednym miejscu, by ograniczyć wpływ na możliwości pływania i żerowania rodzica (to widzimy u współczesnych raków z przyczepionymi embrionami, które Jerry wspomniał w swoim poście). Zamiast tego przyczepione osobniki są rozrzucone po całym ciele Aquilonifer, co jest bardzo podobne do deutonimf roztoczy (ilustracja 2).


Uderzył mnie również opis przyczepionych osobników w artykule Briggsa i in.:

Bardzo małe rozmiary i wynikający z tego brak szczegółów ujawnionych przez technikę spiłowywania powodują, że trudno jest interpretować osobniki przyczepione do Aquilonifer. … Zewnętrzne pokrywy kapsułek przypominają skorupę, która otacza ciało i otwiera się z jednego końca.

Deutonimfy niektórych innych roztoczy ze swoimi przedłużonymi skorupami dobrze pasują do tego opisu, co widać na tym obrazie ze znakomitego blogu macromite:



Chociaż nie ma znanych roztoczy w tym samym wieku, co skamieniałość Aquilonifer, roztocze są znane od wczesnego dewonu4i istnieją dzisiaj morskie roztocze. Autostopowicze zamiast potomstwa są nadal ekscytujące i wzięcie pod uwagę współczesnych roztoczy wzbogaciłoby ten artykuł. Powiedziawszy to, trudno wskazać, w jaki sposób dałoby się przetestować hipotezę potomstwa kontra autostopowicze.


Najnowocześniejsza technologia i zdolność wizualizacji małych okazów w trzech wymiarach zrewolucjonizowały paleontologię, ale w zgiełku żądań interpretacji tych dawno nieżyjących zwierząt czasami ryzykujemy przeoczenie informacji oferowanych przez niezwykłe adaptacje żyjących organizmów.

 

Odnośniki

1. Bajerlein D, Witaliński W (2014). Localization and density of phoretic deutonymphs of the mite Uropoda orbicularis (Parasitiformes: Mesostigmata) on Aphodius beetles (Aphodiidae) affect pedicel length. Naturwissenschaften 101:265–272.

2. Bajerlein D, Witaliński W, Adamski Z (2013). Morphological diversity of pedicels in phoretic deutonymphs of Uropodina mites (Acari: Mesostigmata). Arthropod Struct Dev 42(3):185-96.

3. Faasch H (1967). Beitrag zur Biologie der einheimischen Uropodiden Uroobovella marginata (C. L. Koch 1839) und Uropoda orbicularis (O. F. Müller 1776) und experimentelle Analyse ihres Phoresieverhaltens. Zool Jahrb Abt Syst 94: 521–608.

4. Hirst S (1923). On some arachnid remains from the Old Red Sandstone (Rhynie chert Bed, Aberdeenshire). Annals and Magazine of Natural History (Series 9), 12: 455-474.

 

Kite runner fossil babies or phoretic mites

Why Evolution Is True, 14 kwietnia 2016

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Ross Piper


Brytyjski zoolog i entomolog, autor wielu książek, w tym książek popularnonaukowych o zoologii dla dzieci. Jego najnowsza książka to Animal Earth: The Amazing Diversity of Living Creatures.