Szerszeń orientalny - Oriental hornet

Szerszeń wschodni
Szerszeń orientalny (Vespa orientalis).jpg
na Cyprze
Klasyfikacja naukowa edytować
Królestwo: Animalia
Gromada: Stawonogi
Klasa: Owady
Zamówienie: Błonkoskrzydłe
Rodzina: Vespidae
Rodzaj: Vespa
Gatunek:
V. orientalis
Nazwa dwumianowa
Vespa orientalis
Linneusz , 1771
Vespa orientalis Map2.svg Distribution Dystrybucja
Dystrybucja Vespa orientalis

Oriental Szerszeń ( Vespa orientalis ) to owad społeczny rodziny Vespidae . Można go znaleźć w południowo-zachodniej Azji , Afryce Północno-Wschodniej , na wyspie Madagaskar (ale żadne raporty zostały wykonane z jego obecności na wyspie przez wiele lat), Bliskiego Wschodu, Azji Środkowej i częściach południowej Europy . Szerszenie orientalne znaleziono również w kilku odizolowanych lokalizacjach, takich jak Meksyk i Chile, z powodu wprowadzenia człowieka. Szerszeń orientalny żyje w sezonowych koloniach składających się z systemu kastowego zdominowanego przez królową. Szerszeń buduje swoje gniazda pod ziemią i komunikuje się za pomocą wibracji dźwiękowych. Szerszeń ma żółty pasek na naskórku (egzoszkielecie), który może pochłaniać światło słoneczne, aby generować niewielki potencjał elektryczny , co może pomóc w dostarczaniu energii do kopania. Dorosły szerszeń zjada nektar i owoce oraz żeruje na owady i białka zwierzęce, aby nakarmić swoje młode. Ponieważ są padlinożercami, szerszenie mogą również służyć jako przekaźnik choroby po spożyciu zakażonych roślin. Szerszenie są głównym szkodnikiem pszczół miodnych , atakując kolonie pszczół w celu uzyskania miodu i białka zwierzęcego. Ukąszenie szerszenia wschodniego może być bardzo bolesne dla ludzi, a niektórzy ludzie są uczuleni na użądlenia.

Taksonomia i filogeneza

Szerszeń wschodni ( V. orientalis ) należy do rodziny Vespidae , która składa się z os , szerszeni i żółtodziobów . Należy do rodzaju Vespa , który stanowi prawdziwe szerszenie. V. orientalis ma unikalne przystosowania do suchych klimatów , co utrudnia ocenę jego filogenetycznego związku z innymi gatunkami rodzaju Vespa na podstawie samych danych morfologicznych . Tak więc dopiero niedawno zastosowanie filogenetyki molekularnej dostarczyło dowodów na to, że V. orientalis jest najbliżej spokrewniony z Vespa affinis i Vespa mocsaryana . Chociaż istnieje historia rozpoznawania podgatunków w obrębie wielu szerszeni, w tym V. orientalis , najnowsza rewizja taksonomiczna rodzaju traktuje wszystkie nazwy podgatunkowe w rodzaju Vespa jako synonimy, skutecznie sprowadzając je do nie więcej niż nieformalnych nazw regionalnych form barwnych .

Opis i identyfikacja

Dorosły szerszeń ma dwie pary skrzydeł i ciało o długości od 25 do 35 mm (0,98 do 1,38 cala). Trutnie i robotnice są mniejsze niż królowa . V. orientalis ma kolor czerwonobrązowy z charakterystycznymi grubymi żółtymi paskami na brzuchu i żółtymi plamami na głowie między oczami. Ma bardzo mocne szczęki i będzie gryźć, jeśli zostanie sprowokowany. Samice (robotnice i królowa) posiadają pokładełko , czyli wyspecjalizowany organ w kształcie rurki, który służy do składania jaj. Owipozytor rozciąga się od końca brzucha i służy również jako żądło. Samce (trutnie) można odróżnić od robotnic na podstawie liczby segmentów na ich antenie. Drony mają 13 segmentów, a robotnice tylko 12. Szerszeń wschodni wygląda podobnie do szerszenia europejskiego ( V. crabro ) i nie należy go mylić z szerszeniem azjatyckim ( V. mandarinia ) z Azji Wschodniej .

Dystrybucja

Szerszenie orientalne można znaleźć w Azji Środkowej , południowo-zachodniej od Armenii i Turcji po Indie i Nepal , na całym Bliskim Wschodzie , w północno-wschodniej Afryce , w niektórych krajach afrotropikalnych, takich jak Etiopia i Somalia , oraz w częściach Europy Południowej : Chorwacja , Bośnia , Czarnogóra , Macedonia Północna , Albania , Grecja , Bułgaria , Cypr , Malta , Sycylia i południowa połowa półwyspu włoskiego . Szerszenie orientalne zostały wprowadzone przez ludzi do dodatkowych lokalizacji, w tym do Chile , Madagaskaru w Meksyku i Xinjiangu w Chinach , a także sporadycznie do Belgii i Wielkiej Brytanii za pośrednictwem owoców . Szerszeń orientalny jest jedynym przedstawicielem rodzaju Vespa, który można znaleźć w klimacie pustynnym, na przykład w Afryce Północnej , na Bliskim Wschodzie iw częściach południowo-zachodniej Azji.

Gniazda

Szerszeń wschodni zazwyczaj żyje w gniazdach, które kopie pod ziemią. Gniazdo zawiera wiele plastrów, w których żyje kolonia . Podczas gdy gniazda najczęściej znajdują się pod ziemią, niektóre papierowe gniazda są budowane w ochronnych zagłębieniach, takich jak wewnątrz pustych drzew, w kontenerach transportowych, zaparkowanych pojazdach i samolotach. Aby zbudować papierowe gniazda, pracownicy usuwają korę z gałązek, gałęzi drzew i krzewów, aby zebrać włókno.

Kolonie

Robotnicy przy wejściu do gniazda wachlują skrzydłami, aby ochłodzić gniazdo w upalne południe.

Szerszenie orientalne żyją w sezonowych koloniach, które są tworzone co roku na wiosnę przez pojedynczą królową, która kojarzyła się poprzedniej jesieni. Jesienią królowa założonej kolonii składa jaja, które rozwiną się w nowe królowe i trutnie. Po kryciu trutnie wymierają, a nowo zapłodnione królowe szukają kryjówek, w których mogą hibernować na zimę. Nowo założona kolonia rośnie przez całą wiosnę i lato, aż do szczytu liczebności i aktywności kolonii późnym latem i wczesną jesienią. Szczytowa wielkość kolonii to kilka tysięcy osobników, a kolonia zazwyczaj zawiera od trzech do sześciu plastrów, z których każdy zawiera 600-900 pojedynczych komórek.

Zachowanie

V. orientalis to rodzaj osy społecznej . Jednostki żyją kolektywnie w koloniach z jedną królową i tysiącami robotnic. Osy społeczne są niezwykłe w swojej praktyce altruizmu, w której osoby nierozmnażające się pracują na korzyść kolonii. Dzieje się tak, ponieważ wszystkie osobniki w kolonii są blisko spokrewnione.

Struktura społeczna

W kolonii system kastowy jest zdominowany przez królową, która jest jedyną rozrodczą samicą w kolonii. Królowej podporządkowane są robotnice (córki) i trutnie (synowie). Podobnie jak królowa, trutnie pełnią wyłącznie role rozrodcze. Robotnicy są odpowiedzialni za resztę pracy. Pracownicy specjalizują się w wykonywaniu różnych zadań. Robotnicy są odpowiedzialni za zdobywanie pożywienia, zapewnienie schronienia, obronę kolonii oraz opiekę nad jej potomstwem , które składa się z potomstwa królowej.

Komunikacja

Szerszenie orientalne komunikują się poprzez wibracje dźwiękowe. Trzy główne rodzaje wibracji używane do komunikacji to pukanie do królowej, pukanie do przebudzenia i sygnały głodu larw. Kiedy robotnice stukają twarzą do królowej, zauważa się trzy efekty: królowa zaczyna przeszukiwać grzebienie w poszukiwaniu wolnych komórek, w których mogą złożyć jaja, robotnice wracają do wykonywania swoich typowych obowiązków, a sygnały głodu larw natychmiast zanikają i są nie wznowione przez co najmniej 30 minut. Wydaje się, że głównym celem tych kranów jest zachęcenie królowej do składania większej liczby jaj. Podsłuchy budzące robotników powodują ogólną intensyfikację działań w kolonii. Efekty są minimalne w ciągu dnia. Jednak w nocy wibracje budzą całą kolonię, co powoduje, że larwy zaczynają sygnalizować głód, a robotnice idą na paszę po żywność, aby nakarmić larwy. Sygnały głodu larw nie powodują żadnych wykrywalnych zmian w aktywności larw w ciągu dnia. Pracownicy jednak zwracają większą uwagę i dają więcej pożywienia komórkom znajdującym się w pobliżu miejsca, w którym powstały wibracje. W nocy larwy naśladują nawzajem sygnały głodu i budzą całe gniazdo.

Dobór krewnych i altruizm

Szerszenie V. orientalis żyją w koloniach, w których wszystkie robotnice są córkami królowej, więc wszystkie robotnice są siostrami. Osy społeczne są haplodiploidalne , co oznacza, że ​​wszystkie samce są haploidalne i rozwijają się z niezapłodnionych jaj, podczas gdy samice są diploidalne i rozwijają się z jaj zapłodnionych przez trutnie. Królowe często kojarzą się tylko z jednym dronem. Każdy dron ma tylko jeden zestaw chromosomów, który może przekazać swojemu potomstwu. Tak więc siostrzane pracownice, które mają wspólne ojcostwo, są ze sobą niezwykle blisko spokrewnione. Każda otrzymała 100% genów ojca i 50% genów matki, a więc średnio 75% jest spokrewniona z siostrami i tylko w 50% z królową. W ten sposób robotnica odnosi korzyści, opiekując się królową i jej kolonią, aby jak najlepiej zapewnić przetrwanie jej genów. Jednostka działająca w interesie innych, a nie tylko siebie, nazywana jest altruizmem .

Interakcje z innymi gatunkami

Dieta

Szerszenie wschodnie chwytają inne owady, takie jak koniki polne , muchy, pszczoły miodne i żółtopasy, którymi karmią potomstwo kolonii . Będą również zbierać inne białka zwierzęce dla swoich młodych, takie jak kawałki świeżego lub zepsutego mięsa i ryb. Dorośli jedzą węglowodany, takie jak nektar, spadź i owoce.

Konflikt z pszczołami

Najlepszym miejscem dla szerszeni na znalezienie kombinacji białek zwierzęcych (pszczoły lub larwy) i węglowodanów (miód) są ule pszczele. Wiadomo, że szerszenie orientalne powodują poważne uszkodzenia rodzin pszczół. Są głównym szkodnikiem atakującym kolonie pszczół miodnych w wielu krajach. W obronie japońskie pszczoły miodne zabijają drapieżne szerszenie, otaczając je, tworząc ciasną kulę, w której temperatura wzrasta do poziomu śmiertelnego. Pszczoły miodne z Cypru ( Apis mellifera cypria ) opracowały nieco inną metodę zabijania swojego głównego drapieżnika. Tworzą ciasną, duszącą kulę wokół atakującego szerszenia i zabijają go poprzez uduszenie .

Żądło

Działanie antybakteryjne jadu

Jad V. orientalis został przetestowany na bakteriach Gram-dodatnich , Staphylococcus aureus i Bacillus subtilis oraz Gram-ujemnych , Escherichia coli i Klebsiella pneumoniae . Wykazano, że ekstrakt z jadu skutecznie hamuje wzrost bakterii Gram-dodatnich. Dlatego jad jest uważany za potencjalny środek terapeutyczny.

Immunogenność

W przeciwieństwie do wszystkich innych znanych Vespae , V. orientalis mastoparan nie wywołuje wzrostu histaminy w tkance ofiary – ponieważ nie powoduje degranulacji komórek tucznych – i nie jest immunogenny .

Fizjologia

Zbieranie energii słonecznej

W przeciwieństwie do większości os, które są najbardziej aktywne wczesnym rankiem, V. orientalis wyróżnia się tym, że szczyt aktywności wykazuje w środku dnia. Szerszenie orientalne kopią swoje gniazda pod ziemią, zbierając ziemię w żuchwach , lecąc na niewielką odległość, upuszczając ją i wracając do gniazda, aby kontynuować kopanie. Kopanie szerszeni jest skorelowane z nasłonecznieniem (energią słoneczną). Im więcej nasłonecznienia, tym bardziej aktywny szerszeń. Takie dzienne zachowanie V. orientalis podczas kopania może być możliwe ze względu na zdolność jego naskórka do pozyskiwania energii słonecznej .

Naskórek

Naskórek Oriental szerszenia zawiera żółty barwnik , który chroni naskórek przed szkodliwym promieniowaniem UV przed słońcem. Brązowe segmenty ciała szerszenia zawierają melaninę , która służy podobnemu celowi. Brązowy naskórek składa się z około 30 warstw, których grubość wzrasta od wewnątrz do zewnątrz. W tych warstwach znajduje się brązowy pigment melaniny. Żółty naskórek składa się z 15 warstw zawierających żółty pigment. Żółty pasek zawiera ksantopterynę w postaci beczkowatych granulek .

Potencjał elektryczny

Wykazano, że aktywność enzymatyczna w warstwie żółtych granulek ksantopteryny była wyższa u szerszeni trzymanych w ciemnym otoczeniu i niższa u tych wystawionych na działanie światła ultrafioletowego (UV). Pomiar napięcia elektrycznego między podskórkiem a egzokutykule żółtego paska pokazuje ujemny potencjał elektryczny na podskórku w stosunku do egzokutyku dodatniego . Jeśli żółty pasek zostanie wystawiony na działanie światła, wzrasta różnica potencjałów między jasnymi i ciemnymi warunkami. W ciemności pasek zmniejsza się potencjał elektryczny. Pteryny odgrywają rolę w fotorecepcji i fototransdukcji światła bliskiego UV do światła niebieskiego, a pteryny mogą odgrywać rolę w fotosyntezie . Niektórzy z tych samych badaczy spekulują, że jest to energia dla narządu cieplnego (patrz #Narząd termoregulacyjny poniżej).

Organ termoregulacyjny

Jest termoregulacji narządów w klatce piersiowej z V. orientalis . Utrzymuje się w temperaturze 6 °C (11 °F) wyższej niż reszta ciała i 9 °C (16 °F) powyżej temperatury otoczenia. (Zlokalizowany jest w szczególności w części grzbietowej klatki piersiowej , do wewnątrz od płytki mezo-krzyżowej przedtułowia . Organ ten znajduje się w pobliżu środkowego szwu notalnego . Ma  średnicę 1 mm ( 3 ⁄ 64 cali ) i ma kształt motyla. Najwyższa, tylna strona przylega do podstawy skrzydeł przednich .) Autorzy spekulują, że to wytwarzanie ciepła jest zasilane przez potencjał #Electric (powyżej), który niektórzy z tych samych autorów wcześniej odkryli i zbadali.

Badania i eksperymenty

Izraelska Agencja Kosmiczna

Twarz szerszenia orientalnego, zdjęcie zrobione w Parku Narodowym Masada , Izrael

Izraelska Agencja Kosmiczna Investigation About Hornets ( ISAIAH ) to projekt z Uniwersytetu w Tel-Awiwie zainicjowany w 1984 roku w celu zbadania wpływu bliskiej zerowej grawitacji na orientalne szerszenie, ich rozwój i instynkty budowania gniazd. Eksperymenty zostały sfinansowane przez Izraelską Agencję Kosmiczną w celu odkrycia sposobów zapobiegania bólom głowy, nudnościom i wymiotom podczas misji astronautów . Próbka 230 szerszeni orientalnych, sprzęt lotniczy i instrumenty pomiarowe zostały umieszczone na promie kosmicznym Endeavour , misji STS-47 , w 1992 roku.

Podczas startu zginęło 202 szerszeni w wyniku awarii systemu wodnego, która spowodowała nienormalny wzrost wilgotności . Ocalałe szerszenie straciły orientację i w przeciwieństwie do szerszeni jednostki sterującej, nie były w stanie wspinać się po ścianach ani pozostawać w skupiskach. Zamiast tego pozostali nieruchomi i oddzieleni od siebie. Około 3-4 dni po powrocie na ziemię szerszenie ponownie zaczęły wspinać się po ścianach i budować gniazdo. Szerszenie, które przeżyły, żyły średnio 23 dni, w porównaniu do średniego przeżycia szerszeni z grupy kontrolnej 43 dni.

Bibliografia


Zewnętrzne linki