Парадоксальные личиночные линьки – аутапоморфия отряда чешуекрылых (Lepidoptera)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Для всех исследованных видов чешуекрылых (Lepidoptera) выявлены общие особенности личиночных линек, отличающие их от линек других насекомых: при линьке с одного личиночного возраста на другой живые ткани головы и грудных ног подвергаются значительному разрушению; при этом сохранившиеся ткани головы смещаются назад и частично погружаются в переднегрудь, а сохранившиеся ткани ног укорачиваются; при экдизисе старая головная капсула не разрывается по Y-образному шву, а сбрасывается целиком. В отличие от личиночных линек, линька с личинки на куколку у большинства чешуекрылых (кроме Gracillarioidea) происходит без смещения тканей головы и ног, а кутикула головной капсулы разрывается по Y-образному шву. Описаны приспособления, позволяющие личинкам чешуекрылых пережить долговременное обездвиживание головы и ног при каждой линьке c одного активного личиночного возраста на другой. Исследованный нами набор видов позволяет высказать утверждение, что особый способ личиночных линек присущ всем чешуекрылым и отличает их от всех прочих насекомых, т. е. является аутапоморфией отряда Lepidoptera.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Ю. Клюге

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: n.kluge@spbu.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9

А. П. Седнева

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: sedneva10628@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9

Список литературы

  1. Клюге Н. Ю. 2012. Кладоэндезис и новый взгляд на эволюцию метаморфоза у насекомых. Энтомологическое обозрение 91 (1): 63–78.
  2. Клюге Н. Ю. 2020. Систематика насекомых и принципы кладоэндезиса. В 2 томах. М.: Товарищество научных изданий КМК, 1037 с.
  3. Тихомирова А. Л. 1983. О гомологии члеников личиночной и имагинальной ног насекомых с полным превращением (на примере Tenebrio molitor). Зоологический журнал 62 (4): 530–539.
  4. Baraldi S., Rigato E., Fusco G. 2023 Growth regulation in the larvae of the lepidopteran Pieris brassicae: a field study. Insects 14 (2): 167.
  5. Birket-Smith J. S. R. 1984. Prolegs, Legs and Wings of Insects. Entomonograph 5. Copenhagen: Scandinavian Science Press, 128 p.
  6. Braun A. F. 1963. The genus Bucculatrix in America north of Mexico (Microlepidoptera). Memoirs of the American Entomological Society 18: 1–208.
  7. Eassa J. E. E. 1953. The development of imaginal buds in the head of Pieris brassicae. Transactions of the Royal Entomological Society of London 104 (3): 39–50.
  8. Fusco G., Rigato E., Springolo A. 2021. Size and shape regulation during larval growth in the lepidopteran Pieris brassicae. Evolution & Development 23: 46–60.
  9. Gonin J. 1894. Recherches sur la métamorphose des lépidoptères. De la formation des appendices imaginaux dans la chenille Pieris brassicae. Bulletin de la Societe Vaudoise des Sciences Naturelles 30: 89–139, 5 pls.
  10. Grebennikov V. V. 2013. Life in two dimensions or keeping your head down: Lateral exuvial splits in leaf-mining larvae of Pachyschelus (Coleoptera: Buprestidae) and Cameraria (Lepidoptera: Gracillariidae). European Journal of Entomology 110 (1): 165–172.
  11. Kim Ch.-W. 1959. The differentiation center including the development from larva to adult leg in Pieris brassicae (Lepidoptera). Journal of Embryology and Experimental Morphology 7 (4): 572–582.
  12. Kluge N. J. 2005a. Larval/pupal leg transformation and a new diagnosis for the taxon Metabola Burmeister, 1832 = Oligoneoptera Martynov, 1923. Russian Entomological Journal 13 (4) (for 2004): 189–229.
  13. Kluge N. J. 2005b. Metamorphosis and homology of mouthparts in Neuropteroidea (Hexapoda: Metabola), with remarks on systematics and nomenclature. Russian Entomological Journal 14 (2): 87–100.
  14. Kluge N. J. 2010. Paradoxical molting process in Orthezia urticae and other coccids (Arthroidignatha, Gallinsecta). Zoosystematica Rossica 19 (2): 246–271.
  15. Kristensen N. P. 1984. Studies on the morphology and systematics of primitive Lepidoptera (Insecta). Steenstrupia 10: 141–191.
  16. Kuske G. 1963. Untersichungen zur Metamorphose der Schmetterlingsbeine. Wilhelm Roux’ Archiv für Entwicklungsmechanik der Organismen 154 (4): 354–377.
  17. Kuske G., Penner M. L., Pierno H. 1961. Zur Metamorphose des Schmetterlingsbeines. Biologisches Zentralblatt 80: 347–351.
  18. Lorenz R. E. 1961. Biologie und Morphologie von Micropterix calthella (L.) (Lepidoptera: Micropterygidae). Deutsche Entomologische Zeitschrift (Neue Folge) 8: 1–23.
  19. Lower H. F. 1954. A morphological interpretation of post-embryonic insect development. Archives de Zoologie Expérimentale et Générale. Notes et Revue 91 (2): 51–72.
  20. Packard A. S. 1895. On the phylogeny of the Lepidoptera. Zoologischer Anzeiger 18 (465): 228–236.
  21. Packard A. S. 1898. A Text-Book of Entomology. New York, London: MacMillian Co., 729 p.
  22. Springolo A., Rigato E., Fusco G. 2019. Larval growth and allometry in the cabbage butterfly Pieris brassicae (Lepidoptera: Pieridae). Acta Zoologica 102 (1): 77–87.
  23. Trouvelot L. 1868. The American silk worm. The American Naturalist 1: 30–38.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оптические срезы ног перед линькой на следующий личиночный возраст у личинок насекомых, сохраняющих способность к передвижению. 1 – нога личинки ручейника Rhyacophila nubila Zetterstedt, 1840; 2 – то же, увеличенные вершина лапки и коготок (старая кутикула черная, новая кутикула пунктирована); 3 – вершина лапки и коготок личинки златоглазки Chrysotropia ciliata (Wesmael, 1841). cx – тазик, fe – бедро, pta – коготок (претарсус), pta-1 – старое место причленения коготка, pta-2 – новое место причленения коготка, ta – лапка, ti – голень, tr – вертлуг.

Скачать (389KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оптические срезы мандибул перед линькой на следующий личиночный возраст у личинок насекомых, сохраняющих способность к питанию. 1 – край головной капсулы и мандибула личинки ручейника Rhyacophila nubila Zetterstedt, 1840; 2 – мандибула поденки Cheleocloeon clavifolium Kluge, 2016. cond-1 – мыщелок, образованный старой кутикулой; cond-2 – мыщелок, образованный растущей тканью.

Скачать (297KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Голова и переднегрудь гусеницы Pieris brassicae (L.) на двух последовательных этапах трансформации перед линькой с IV на V возраст. oc4 – шесть кутикулярных линз личинки IV возраста; oc5 – шесть омматидиев личинки V возраста; st – выросшее дыхальце (крупный овал) под старой кутикулой дыхальца (меньший овал).

Скачать (291KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Гусеницы Pieris brassicae (L.). 1, 2 – гусеница I возраста перед линькой на II возраст ((1 – глаза еще скрыты кутикулой головной капсулы, 2 – через 1.5 часа (глаза видны позади головной капсулы)); 3 – гусеница III возраста перед линькой на IV возраст; 4 – линька гусеницы II возраста на III возраст; 5 – такая же гусеница III возраста после пигментации кутикулы. cap2 – кутикула головы личинки II возраста; cap3 – голова личинки III возраста; oc – глаз, состоящий из шести разобщенных омматидиев.

Скачать (754KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Оптические срезы ложноножки и ног гусениц. 1 – ложноножка гусеницы Pieris brassicae (L.) перед линькой на следующий возраст, 2 – голень и лапка гусеницы Manduca sexta (L.) на раннем этапе трансформации перед линькой на следующий возраст (гиподерма показана пунктировкой), 3 – то же на более позднем этапе.

Скачать (353KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Оптические срезы тканей гусениц, дегенерировавших перед линькой. 1 – Manduca sexta (L.): фрагмент головы, извлеченный из-под старой кутикулы груди (видны округленные концы мышц, примыкающие к столбчатому покровному эпителию); 2, 3 – Pieris brassicae (L.): уменьшившиеся ноги, извлеченные из-под старой кутикулы ног.

Скачать (740KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Голова и переднегрудь личинки Eriocrania sp. перед линькой на следующий личиночный возраст. 1 – фокус на вентральную сторону, 2 – фокус на дорсальную сторону (слева край растущей головной капсулы обведен черной линией). cap – растущая головная капсула, prth – растущая переднегрудь.

Скачать (463KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Линька личинки на куколку у Pieris brassicae (L.) (по: Клюге, 2020). 1 – голова и грудь гусеницы перед линькой на куколку, 2 – куколка. ant – антенна, gal – створка хоботка (галеа), mx – максилла, p. lb – лабиальный щупик, p. mx – максиллярный щупик, ppt – протоптерон. Остальные обозначения как на рис. 1, 4.

Скачать (334KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024