Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАСЕКОМЫХ, СВЯЗАННЫЕ С МИНИАТЮРИЗАЦИЕЙ

Полный текст:

Аннотация

Миниатюризация, или уменьшение размеров тела, — широко распространенное явление в эволюции животных и одно из основных направлений эволюции насекомых. Известно, что размер тела, особенно предельно малый, представляет собой важнейшую характеристику и во многом определяет морфологию, физиологию и биологию животных. Миниатюризация при­ водит к значительным перестройкам в строении насекомых, затрагивающим практически все органы и ткани. У мельчайших насекомых, размеры которых сравнимы с размерами одноклеточных организмов, возникают модификации не только на уровне органов, но и на клеточном уровне. Миниатюризация сопровождается аллометрическими изменениями во многих системах органов. В разных группах насекомых есть как общие, так и уникальные последствия миниатюризации.

Об авторе

Алексей Алексеевич Полилов
биологический факуль­тет МГУ
Россия
докт. биол. наук, зав. кафедрой энтомологии


Список литературы

1. Rensch B. Histological changes correlated with evolutionary changes in body­size // Evolution. 1948. Vol. 2. N 3. P. 218—230.

2. Goossen H. Untersuchungen an gehirnen verschieden grosser, jeweils verwandter Coleopteren­ und Hymenopteren // Zool. Jahrb. Jena Allgemeine Zool. 1949. Bd. 62. S. 1—64.

3. Sorensson M. Morphological and taxonomical novelties in the world’s smallest beetles, and the first Old World records of Nanosellini // Syst. Entomol. 1997. Vol. 22. N 3. P. 257—283.

4. Beutel R.G., Haas A. Larval head morphology of Hydroscapha natans LeConte 1874 (Coleoptera, Myxophaga, Hydroscaphidae) with special reference to miniaturization // Zoomorphology. 1998. Vol. 118. N 2. P. 103—116.

5. Grebennikov V.V., Beutel R.G. Morphology of the minute larva of Ptinella tenella, with special reference to effects of miniaturisation and the systematic position of Ptiliidae (Coleoptera: Staphylinoidea) // Arthropod Struct. Dev. 2002. Vol. 31. N 2. P. 157—172.

6. Beutel R.G., Pohl H., Hunefeld F. Strepsipteran brain and effect of miniaturization (Insecta) // Arthropod Struct. Dev. 2005. Vol. 34. N 3. P. 301—313.

7. Polilov A.A. Anatomy of the feather­winged beetles Acrotrichis montandoni and Ptilium myrmecophilum (Coleoptera, Ptiliidae) // Entomol. Rev. 2005. Vol. 85. N 5. P. 467—475.

8. Полилов А.А. Морфологические особенности Mymaridae, связанные с миниатюризацией // Исследования по перепончатокрылым насекомым. Сборник научных работ. М.: Т­во науч. изданий КМК, 2007. С. 50—64.

9. Polilov A.A. Anatomy of the smallest coleoptera, featherwing beetles of the tribe Nanosellini (Coleoptera, Ptiliidae), and limits of insect miniaturization // Entomol. Rev. 2008. Vol. 88. N 1. P. 26—33.

10. Polilov A.A., Beutel R.G. Miniaturization effects in larvae and adults of Mikado sp. (Coleoptera: Ptiliidae), one of the smallest free­living insects // Arthropod Struct. Dev. 2009. Vol. 38. N 3. P. 247—270.

11. Polilov A.A., Beutel R.G. Developmental stages of the hooded beetle Sericoderus lateralis (Coleoptera: Corylophidae) with comments on the phylogenetic position and effects of miniaturization // Arthropod Struct. Dev. 2010. Vol. 39. N 1. P. 52—69.

12. Polilov A.A. Small is beautiful: features of the smallest insects and limits to miniaturization // Annu. Rev. Entomol. 2015. Vol. 60. P. 103—121.

13. Wehner R.T., Fukushi T., Isler K. On being small: brain allometry in ants // Brain Behav. Evol. 2007. Vol. 69. N 3. P. 220—228.

14. Seid M.A., Castillo A., Wcislo W.T. The Allometry of brain miniaturization in ants // Brain Behav. Evol. 2011. Vol. 77. N 1. P. 5—13.

15. Polilov A.A. The smallest insects evolve anucleate neurons // Arthropod Struct. Dev. 2012. Vol. 41. N 1. P. 27—32.

16. Woude E., Smid H.M., Chittka L., Huigens M.E. Breaking Haller’s rule: brain­body size isometry in a minute parasitic wasp // Brain Behav. Evol. 2013. Vol. 81. N 2. P. 86—92.

17. Makarova A.A., Polilov A.A. Peculiarities of the brain organization and fine structure in small insects related to miniaturization. 1. The smallest Coleoptera (Ptiliidae) // Entomol. Rev. 2013. Vol. 93. N 6. P. 703—713.

18. Makarova A.A., Polilov A.A. Peculiarities of the brain organization and fine structure in small insects related to miniaturization. 2. The smallest Hymenoptera (Mymaridae, Trichogrammatidae) // Entomol. Rev. 2013. Vol. 93. N 6. P. 714—724.

19. Fischer S., Meyer­Rochow V.B., Muller C.H.G. How small can small be: The compound eye of the parasitoid wasp Trichogramma evanescens (Westwood, 1833) (Hymenoptera, Hexapoda), an insect of 0.3­ to 0.4­mm total body size // Visual Neurosci. 2011. Vol. 28. N 4. P. 295—308.

20. Makarova A.A., Polilov A.A., Fisher S. Comparative morphological analysis of compound eye miniaturization in minute Hymenoptera // Arthropod Struct. Dev. 2014. Vol. 44. N 1. P. 21—32.

21. Osswald J., Pohl H., Beutel R.G. Extremely miniaturized and highly complex: The thoracic morphology of the first instar larva of Mengenilla chobauti (Insecta, Strepsiptera) // Arthropod Struct. Dev. 2010. Vol. 39. N 4. P. 287—304.

22. Polilov A.A. Thoracic musculature of Sericoderus lateralis (Coleoptera, Corylophidae): Miniaturization effects and flight muscle degeneration related to development of reproductive system // Entomol. Rev. 2011. Vol. 91. N 6 P. 735—742.

23. Yavorskaya M., Leschen R.A.B., Polilov A.A., Beutel R.G. Unique rostrate larvae and basidiomycophagy in the beetle family Corylophidae // Arthropod Struct. Dev. 2014. Vol. 43. N 2. P. 153—162.

24. Grebennikov V.V. How small you can go: Factors limiting body miniaturization in winged insects with a review of the pantropical genus Discheramocephalus and description of six new species of the smallest beetles (Pterygota: Coleoptera: Ptiliidae) // Eur. J. Entomol. 2008. Vol. 105. N 2. P. 313—328.

25. Huber J., Noyes J. A new genus and species of fairyfly, Tinkerbella nana (Hymenoptera, Mymaridae), with comments on its sister genus Kikiki, and discussion on small size limits in arthropods // J. Hymenopt. Res. 2013. Vol. 32. P. 17—44.

26. Eberhard W.G. Miniaturized orb­weaving spiders: behavioural precision is not limited by small size // Proc. R. Soc. B. 2007. Vol. 274. N 1622. P. 2203—2209.

27. Eberhard W.G. Are smaller animals behaviourally limited? Lack of clear constraints in miniature spiders // Anim. Behav. 2011. Vol. 81. N 4. P. 813—823.

28. Eberhard W.G., Wcislo W.T. Grade changes in brain­body allometry: morphological and behavioural correlates of brain size in miniature spiders, insects and other invertebrates // Spider Physiology and Behaviour. Advances in insect physiology. Vol. 40 / Ed. by J. Casas. Academic Press, 2011. P. 155—214.

29. Chittka L., Skorupski P. Information processing in miniature brains // Proc. R. Soc. B. 2011. Vol. 278. N 1707. P. 885—888.

30. Cuntz H., Forstner F., Schnell B., Ammer G., Raghu S.V., Borst A. Preserving neural function under extreme scaling // PLoS ONE. 2013. Vol. 8. N 8. P. e71540.

31. Hanken J., Wake D.B. Miniaturization of body size: organismal consequences and evolutionary significance // Annu. Rev. Ecol. Syst. 1993. Vol. 24. P. 501—519.

32. Hanken J. Appendicular skeletal morphology in minute salamanders, genus Thorius (Amphibia: Plethodontidae): growth regulation, adult size determination, and natural variation // J. Morphol. 1982. Vol. 174. N 1. P. 57—77.

33. Hanken J. Miniaturization and its effect on cranial morphology in Plethodontid Salamanders, genus Thorius (Amphibia, Plethodontidae): The fate of the brain and sense organs and their role in skull morphogenesis and evolution // J. Morphol. 1983. Vol. 177. N 3. P. 255—268.

34. Hanken J. Morphological novelty in the limb skeleton accompanies miniaturization in Salamanders // Science. 1985. Vol. 229. N 4716. P. 871—874.

35. Hanken J. Adaptation of bone growth to miniaturization of body size // Bone. 1993. Vol. 7 P. 79—104.

36. Schmidt­Nielsen K. Scaling: Why is animal size so important? Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1984. 241 p.

37. Городков К.Б. Олигомеризация и эволюция си­стем морфологических структур: 2. Олигомеризация и уменьшение размеров тела // Зоол. журн. 1984. Т. 63. № 12. С. 1765—1778.

38. Swedmark B. The interstitial fauna of marine sand // Biol. Rev. 1964. Vol. 39. N 1. P. 1—42.

39. Rundell R.J., Leander B.S. Masters of miniaturization: Convergent evolution among interstitial eukaryotes // BioEssays. 2010. Vol. 32. N 5. P. 430—437.

40. Полилов А.А. Морфологические особенности мельчайших насекомых: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. М., 2014. 48 с.

41. Bakkendorf O. Biological investigations on some Danish hymenopterous egg­parasites, especially in homopterous and heteropterous eggs, with taxonomic remarks and descriptions of new species // Ent. Medd. 1934. Bd. 19. S. 1—134.

42. Иванова­Казас О.М. Очерки по сравнительной эмбриологии перепончатокрылых. Л.: Изд­во Ленингр. ун­та, 1961. 266 с.

43. Boivin G. Reproduction and immature development of egg parasitoids // Prog. Biol. Contr. 2010. Vol. 9. P. 1—23.

44. Догель В.А. Олигомеризация гомологичных ор­ганов как один из главных путей эволюции животных. Л.: Изд­во Ленингр. ун­та, 1954. 407 с.

45. Mahunka S. Aethiopische Tarsonemiden (Acari: Tarsonemida). II. // Acta Zool. Acad. Sci. Hung. 1976. Vol. 22. P. 69—96.

46. Mahunka S. The scientific results of the Hungarian soil zoological expeditions to South America 9. Acari: Pyemotidae and Scutacaridae from the Guayaramerin Region in Bolivia // Acta Zool. Acad. Sci. Hung. 1969. Vol. 15. P. 63—90.

47. Ghosh N.K., Chakrabarti S. A new genus and three new species of eriophyid mites (Acarina: Eriophyoidea) from West Bengal India // Entomon. 1987. Vol. 12. P. 49—54.

48. Bellinger P.F., Christiansen K.A., Janssens F. Checklist of the Collembola of the World. [Электронный ре­сурс] // Checklist of the Collembola 1996—2013 (URL: http://www.collembola.org 05.02.2014).

49. Сильвере А.П., Штейн­Марголина В. Tetrapodili — четырехногие клещи: Электронно-микроскопиче­ская анатомия, проблемы эволюции и взаимоотноше­ния с возбудителями болезней растений. Таллин: Вал­гус, 1976. 165 с.

50. Ruppel H. Physiologische untersuchungen uber die bedeutung des ventraltubus und die atmung der collembolen // Zool. Jahrb. 1953. Bd. 64. S. 429—469.

51. Quesada R., Triana E., Vargas G., Douglass J.K., Seid M.A., Niven J.E., Eberhard W.G., Wcislo W.T. The allometry of CNS size and consequences of miniaturization in orb­weaving and cleptoparasitic spiders // Arthropod Struct. Dev. 2011. Vol. 40. N 6. P. 521—529.

52. von Hofstein N. Rotatorien aus dem Mastermyr (Gottland) und einigen anderen schwedischen Binnengewassern // Ark. Zool. 1909. Bd. 6. S. 1—125.

53. Kristensen R.M. An introduction to Loricifera, Cycliophora and Micrognathozoa // Integrat. Comp. Biol. 2002. Vol. 42. N 3. P. 641—651.

54. McClain C.R., Boyer A.G. Biodiversity and body size are linked across metazoans // Proc. R. Soc. B. 2009. Vol. 276. N 1665. P. 2209—2215.

55. Westheide W. Polychaetes: interstitial families. Oegstgeest: Universal Book Services; Dr. W. Backhuys, 1990. 152 p.

56. Boxshall G., Huys R. New tantulocarid, Stygotantulus stocki, parasitic on harpacticoid copepods, with an analysis of the phylogenetic relationships within the Maxillopoda // J. Crust. Biol. 1989. Vol. 91. N 1. P. 126—140.

57. Kirsteurer E. The interstitial nemertean fauna of marine sand // Smith. Contrib. Zool. 1972. Vol. 76. P. 17—19.

58. Noodt W. Anpassung an interstitielle Bedingungen: Ein Faktor in der Evolution hoherer Taxa der Crustacea // Faun.­Oekol. Mitt. 1974. Bd. 4. S. 445—452.

59. Westheide W. The concept of reproduction in polychaetes with small body size; adaptation in interstitial species // Fortschr. Zool. 1984. Bd. 29. S. 265—287.

60. Westheide W. Progenesis as a principle in meiofauna evolution // J. Nat. Hist. 1987. Vol. 21. N 4. P. 843—854.

61. Worsaae K., Sterrer W., Kaul­Strehlow S., HaySchmidt A., Giribet G. An anatomical description of a miniaturized acorn worm (Hemichordata, Enteropneusta) with asexual reproduction by paratomy // PLoS ONE. 2012. Vol. 7. N 11. P. e48529.

62. Спасский А.А. Об условиях миниатюризации цепней — одного из направлений их эволюции // Изв. АН МолдССР, сер. биол. хим. наук. 1983. Т. 5. С. 54—58.

63. Корнеев П.Н., Чесунов А.В. Тантулокариды — микроскопические обитатели Белого моря // Природа. 2005. Т. 2. № 1074. С. 13—18.

64. Petrunina A., Kolbasov G. Morphology and ultrastructure of definitive males of Arcticotantulus pertzovi and Microdajus tchesunovi (Crustacea; Tantulocarida) // Zool. Anz. 2012. Bd. 251. N 3. S. 223—236.

65. Петрунина А., Колбасов Г. Микроскопические ракообразные Белого моря, или Успехи отечественной нанозоологии // Сборник материалов научной конфе­ренции “Морская биология, геология, океанология — междисциплинарные исследования на морских стацио­нарах”, посвященная 75­летию Беломорской биологи­ческой станции им. Н.А. Перцова. 27 февраля — 1 мар­та 2013, г. Москва. М: Т­во науч. изданий КМК, 2013. С. 247—250.

66. Чесунов А., Милютин Д., Евсеев А. Многокле­точные паразиты простейших // Природа. 2000. Т. 3. № 1015. С. 6—12.

67. Laurin B., Garcia­Joral F. Miniaturization and heterochrony in Homoeorhynchia meridionalis and H. cynocephala (Brachiopoda, Rhynchonellidae) from the Jurassic of the Iberian range, Spain // Paleobiology. 1990. Vol. 16. N 1. P. 62—76.

68. Snyder J., Bretsky P.W. Life habits of diminutive bivalve mollusks in the Maquoketa formation (Upper Ordovician) // Am. J. Sci. 1971. Vol. 271. N 3. P. 227—251.

69. Serban M. La neotenie et le probleme de la taille chez les Copepodes // Crustaceana. 1960. Vol. 1. P. 77—83.

70. Mooi R. Progenetic miniaturization in the sand dollar Sinaechinocyamus: implications for clypeasteroid phylogeny // Echinoderm Research / Ed. by C. De Ridder, P. Dubois, M.­C. Lahaye and M. Jangoux. Rotterdam: Balkema, 1990. P. 137—143.

71. Turner R.D., Yakovlev Y. Dwarf males in the Teredinidae (Bivalvia, Pholodacea) // Science. 1983. Vol. 219. N 4584. P. 1077—1078.

72. Schuchert P., Rieger R.M. Ultrastructural observations on the dwarf male of Bonellia viridis (Echiura) // Acta Zool. 1990. Vol. 71. N 1. P. 5—16.

73. Rouse G.W., Goffredi S.K., Vrijenhoek R.C. Osedax: bone­eating marine worms with dwarf males // Science. 2004. Vol. 305. N 5684. P. 668—671.

74. Vortsepneva E., Tzetlin A., Purschke G., Mugue N., Hass­Cordes E., Zhadan A. The parasitic polychaete known as Asetocalamyzas laonicola (Calamyzidae) is in fact the dwarf male of the spionid Scolelepis laonicola (comb. nov.) // Invertebr. Biol. 2008. Vol. 127. N 4. P. 403—416.

75. Worsaae K., Rouse G.W. The simplicity of males: Dwarf males of four species of Osedax (Siboglinidae; Annelida) investigated by confocal laser scanning microscopy // J. Morphol. 2010. Vol. 271. N 2. P. 127—142.

76. Brenzinger B., Haszprunar G., Schrodl M. At the limits of a successful body plan — 3D microanatomy, histology and evolution of Helminthope (Mollusca: Heterobranchia: Rhodopemorpha), the most worm­like gastropod // Front. Zool. 2013. Vol. 10. N 1. P. 37.

77. Boxshall G.A. On the anatomy of the misophirioid copepods, with special reference to Benthomisophria palliata Sars. // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1982. Vol. 297. N 1086. P. 125—181.

78. Вестхайде В., Ригер Р. Зоология беспозвоноч­ных: В 2 т. / Пер. с нем. под ред. проф. А.В. Чесунова. М.: Т­во науч. изданий КМК, 2008. Т. 1 — 512 с. Т. 2 — 422 с.

79. Martini E. Studien uber die Knostanz histologischer Elemente. III. Hydatina senta // Z. Wiss. Zool. 1912. Bd. 102. S. 425—645.

80. Ware R.W., Lopresti V. Three­dimensional reconstruction from serial sections // Int. Rev. Cytol. 1975. Vol. 40. P. 325—340.

81. White J. The anatomy // The nematode C. elegans / Ed. by W.B. Wood. N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1988. P. 81—122.

82. White J.G., Southgate E., Thomson J.N., Brenner S. The structure of the nervous system of the nematode Cae­norhabditis elegans // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1986. Vol. 314. N 1165. P. 1—340.

83. Te Winkel L.E. A study of Mistichthys luzonensis wilh special reference to conditions correlated with reduced size // J. Morphol. 1935. Vol. 58. N 2. P. 463—535.

84. Miller P.J. Adaptiveness and implications of small size in teleosts // Symp. Zool. Soc. L. 1979. Vol. 44. P. 263—306.

85. Kottelat M., Britz R., Tan H.H., Witte K.E. Paedocypris, a new genus of Southeast Asian cyprinid fish with a remarkable sexual dimorphism, comprises the world’s smallest vertebrate // Proc. R. Soc. B. 2006. Vol. 273. N 1589. P. 895—899.

86. Wake M.H. The morphology of Idiocranium russeli (Amphibia: Gymnophiona), with comments on miniaturization through heterochrony // J. Morphol. 1986. Vol. 189. N 1. P. 1—16.

87. Yeh J. The effect of miniaturized body size on skeletal morphology in frogs // Evolution. 2002. Vol. 56. N 3. P. 628—641.

88. Rieppel O. Miniaturization of the lizard skull: its functional and evolutionary implications // Symp. Zool. Soc. L. 1984. Vol. 52. P. 503—520.

89. Griffith H. Miniaturization and elongation in Eumeces (Sauria: Scincidae) // Copeia. 1990. Vol. 1990. N 3. P. 751—758.

90. Shea B.T. Ontogenetic scaling of skeletal proportions in the talapoin monkey // J. Hum. Evol. 1992. Vol. 23. N 3. P. 283—307.

91. Linke R., Roth G., Rottluff B. Comparative studies on the eye morphology of lungless salamanders, family Plethodontidae, and the effect of miniaturization // J. Morphol. 1986. Vol. 189. N 2. P. 131—143.

92. Roth G., Rottluff G., Linke R. Miniaturization, genome size and the origin of functional constraints in the visual system of salamanders // Naturwissenschaften. 1988. Bd. 75. N 6. S. 297—304.

93. Roth G., Nishikawa K.C., Wake D.B. Genome size, secondary simplification, and the evolution of the brain in salamanders // Brain Behav. Evol. 1997. Vol. 50. N 1. P. 50—59.

94. Roth G., Blanke J., Wake D.B. Cell size predicts morphological complexity in the brains of frogs and salamanders // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. Vol. 91. N 11. P. 4796—4800.

95. Roth G., Rotluff B., Blanke J., Ohle M. Brain size and morphology in miniaturized plethodontid salamanders // Brain Behav. Evol. 1995. Vol. 45. N 2. P. 84—95.

96. Roth G., Rotluff B., Grunwald W., Hanken J., Linke R. Miniaturization in plethodontid salamanders (Caudata, Plethodontidae) and its consequences for the brain and visual system // Biol. J. Linnean Soc. 1990. Vol. 40. N 2. P. 165—190.

97. Kaas J.H. Why is brain size so important: design problems and solutions as neocortex gets bigger or smaller // Brain Mind. 2000. Vol. 1. N 1. P. 7—23.

98. Четвериков С.С. Основной фактор эволюции насекомых // Изв. Моск. Энтомол. общ. 1915. Т. 1. С. 14—24.


Для цитирования:


Полилов А.А. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАСЕКОМЫХ, СВЯЗАННЫЕ С МИНИАТЮРИЗАЦИЕЙ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2015;(3):37-43.

For citation:


Polilov A.A. THE CONSEQUENCES OF MINIATURIZATION IN INSECT MORPHOLOGY. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2015;(3):37-43. (In Russ.)

Просмотров: 533


ISSN 0137-0952 (Print)