文摘

甲虫物种Zyras collaris和z haworthi属于隐翅虫族Myrmedoniini(隐翅虫科:Aleocharinae),它由许多适蚁的物种。由于他们的稀薄,未知的这两个物种如何与宿主交互蚂蚁。gc - ms分析表明,两种版本α蒎烯,β蒎烯、月桂烯、柠檬烯从他们的防守背的腺体。这篇作文背的腺的分泌是独特的在亚Aleocharinae。在生物监测,Lasius fuliginosus蚂蚁显示增加antennation对滤纸球自然浓度对这些物质的混合物。因为这些单萜也存在于一些蚜虫物种出席了蚂蚁,我们假设Zyras甲壳虫模仿蚜虫的存在,从而实现接受主人蚂蚁。

1。介绍

罗夫甲虫族Myrmedoniini(隐翅虫科:Aleocharinae)包含许多适蚁的物种。在中欧,它包括适蚁属Lomechusa和Lomechusoides、Zyras Myrmoecia,和斗篷,以及nonmyrmecophilous物种德鲁希拉canaliculata法布里修斯,1787年。Myrmoecia和斗篷以前认为亚类的Zyras但是,与此同时,已经提升到属等级(1- - - - - -3),这也是支持的分子数据4,5]。

Lomechusa和Lomechusoides是课本的例子为一体的适蚁蚁巢的绥靖政策的使用腺体在腹部6]。使用不同的策略斗篷主机蚂蚁物种逃离侵略Lasius fuliginosus(有,1798)。尽管日本的物种p是(尖锐,1874)模拟主机的表皮碳氢化合物(CHC)模式蚂蚁被接受(7),p . laticollis(马克尔,1845)使用了一个特定的安抚行为(8]。斗篷cognata(马克尔,1842),p . funesta(Gravenhorst, 1806)p . humeralis(1802)Gravenhorst驱赶蚂蚁通过使用他们的腹部背部的腺。这个背的腺只发现在Aleocharinae和大多数物种使用防御腺反对侵略者的亚科(9]。在p . funesta和p . humeralis腺分泌特别包含sulcatone,恐慌报警的诱导信息素l . fuliginosus。这种化合物的释放,甲虫创建一个“蚁自由空间”(8,10]。在这些物种相比,只有小的生物Zyras物种,目前还不清楚他们是如何实现接受蚂蚁。为z collaris(Paykull, 1789)z haworthi(史蒂芬斯,1835年),这主要是由于他们的罕见。德国西南部,只有18和10个记录存在从1950年到2000年z collaris和z haworthi分别为(11]。我们自己收集的努力在2001年和2011年之间导致大约1200标本的不同斗篷的物种,但是只有一个两个Zyras物种。

这里我们报告第一次组成的背的腺体的分泌z collaris和z haworthi及其潜在的角色与假定的宿主交互antl . fuliginosus。因为这项研究是基于只有两个分析Zyras标本,与这些罕见的甲虫迫切需要更多的研究来证实我们的发现。

2。材料和方法

2.1。昆虫

的一个标本z collaris其中一个z haworthi收集在巴登-符腾堡州(德国),第一个被忽视的弗莱堡附近的草地和第二个Herrenberg附近的农村地区,附近的一窝l . fuliginosus。鸟巢位于灌木篱墙沿着一条小溪之间的树桩。

在实验室里,甲虫被保存在塑料培养皿(直径90毫米)在日光条件下室温。培养皿满心5毫米石膏层,这是湿每天保持湿度。一小块滤纸是提供避难所。甲虫喂养与死亡的工人l . fuliginosus。蚂蚁作为食物收集甲虫和行为观察鸟巢附近蚁道入口附近的斯图加特(德国巴登-符腾堡州的状态)。昆虫物种决心Lohse[使用识别键的水平13]因为甲虫和塞弗特(14]因为蚂蚁。

2.2。背的腺体分泌的化学分析

挥发物释放的防守背的腺体中描述的甲虫进行分析(10]。甲虫被置于烧瓶和嘲笑一个磁性搅拌棒和磁贴。收集瓶的挥发物从顶部空间使用萃取纤维涂上了65μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(15]。萃取纤维插入到气相色谱仪(6890型;安捷伦科技,惠普5列:30米长,直径0.2毫米和0.5μm膜厚度;离了模式,程序:60°C 3分钟,60°C到300°C 3°C /分钟然后常数超过30分钟在300°C,载气:氦1.6 mL / min)耦合到5973网络质量选择检测器(gc - ms)对收集到的物质的识别。色谱和质谱分析与安捷伦科技软件(增强Chemstation MSD化学站D 01.02.16, 6月15日2002年)使用威利- (Wiley275)和NIST-databases (NIST质谱库2002版)。为识别、物质的保留时间和质谱与各自的数据合成的化合物。

2.3。实验在背部的腺体分泌的影响

十l . fuliginosus蚂蚁被放置在滤纸的培养皿中球的中心。滤纸球处理10μL在己烷萜烯的解决方案,包含一个混合的单萜总浓度的1μ克/μL或10μ克/μl .控制滤纸球处理10μL己烷。每个测试解决方案测试不同的蚂蚁标本20倍。Hexan控制测试40倍。蚂蚁滤纸球的反应是录影120秒和事后分析通过计算不同行为的事件。行为被认为是咄咄逼人当蚂蚁接触滤纸球与天线和开放的下颚或当他们被咬。Antennation,接触滤纸球与天线和封闭的下颚,被认为是作为一个非主动行为。

以下测试解决方案包含四个确认单萜的己烷混合物准备:(1)的混合物α蒎烯(3毫克),蒎烯(41毫克)、月桂烯(52毫克),和柠檬烯(4毫克)在100毫升己烷类似的分泌z collaris;(2)的混合物α蒎烯(24毫克),β蒎烯(57毫克)、月桂烯(14毫克),和柠檬烯(6毫克)在100毫升己烷类似的分泌z haworthi。

两种混合物包含总浓度1中萜烯μ克/μ为测试10 lμ克/μL,混合物集中十倍的水洗澡。单一化合物的相对浓度与顶部空间的构成分析,通过GC / MS(表背的腺体分泌1)。要么1的浓度μ克/μL或10μ克/μL是基于假设背的腺水库Zyras物种是0.2μL,相当于类似大小的体积Aleochara curtulaGoeze [16),发布的整个体积的1/20到1/5之间。

2.4。统计数据

行为的结果与Mann-Whitney化验分析以及使用软件包STATISTICA 1999版(StatSoft Inc ., 1999)。

3所示。结果

3.1。背的腺体分泌的化学分析

挥发物释放的gc - ms分析z collaris和z haworthi揭示了单萜的存在α蒎烯,β蒎烯、月桂烯、柠檬烯,发现相比之下的真实的参考样本(图1、表1)。

比较每个化合物的相对重要性在物种之间,物质的相对比例计算按照[12]。这种方法表明,z haworthi5倍量的吗α蒎烯比z collaris而月桂烯的量z collaris大约是5倍z haworthi。的数量β蒎烯、柠檬烯相似物种之间。

3.2。实验在背部的腺体分泌的影响

滤纸球处理解决方案的混合化学分析的结果,代表了背部的分泌的成分z collaris和z haworthi,刺激明显比控制己烷antennation的蚂蚁。此外,没有明显的侵略诱导效应被发现(图2)。

4所示。讨论

采用顶空萃取和gc - ms,被释放的挥发性化合物的两个隐翅虫的物种z collaris和z haworthi从他们的防守背的腺对性骚扰进行分析。分析揭示了独家的萜烯α蒎烯,β蒎烯、月桂烯、柠檬烯。这是了不起的,因为背的腺体分泌的萜烯缺席所有其他26个物种从九个不同的部落亚Aleocharinae已研究到目前为止,包括所有其他物种的同一个部落Myrmedoniini [8,10,16,17]。通常,背的腺分泌Aleocharine含有醌类的毒素,溶解在烷烃、烯烃、醛、酮、酸、酯、乙酸盐(9]。显然,属分泌的成分Zyras亚科中是独一无二的。

这支持了最近发现的分子系统学Lomechusini [5),这表明属Zyras属更遥远斗篷这斗篷不应被视为一个亚属前者。这解决的争论这些属的系统发育关系。

由于稀有z collaris和z haworthi,目前的研究是基于一个标本的分析每一个物种。所以,这并不保证混合物的背的腺体中发现的标本都是代表整个物种。也可能方法论或抽样偏差不能被排除在外。然而,在早期的研究中,我们发现的定性成分防守背的腺分泌的Aleocharinae高度特定物种个体间和不同定量(9]。因此,我们认为我们的结果在背部的腺分泌物的化学成分很可能是有效的。的独特性Zyras内分泌物Myrmedoniini也都支持的事实Zyras分泌物标本有定性非常相似。然而,更多的研究在背部的腺分泌物的化学成分Zyras物种需要证实我们的发现和澄清的立体化学识别蒎烯。

研究在背部的萜烯腺分泌的作用,反应的l . fuliginosus蚂蚁在实验室实验研究了这些化合物的混合物。l . fuliginosus根据文献选择这个物种被描述为主机的蚂蚁在哪里z haworthi(13,18),因为我们的z haworthi收集附近的一窝l . fuliginosus。这表明l . fuliginosus可能是主机的蚂蚁z haworthi,而主持人的蚂蚁z collaris仍不清楚。两个不同的混合物进行了测试,根据单一化合物的比例由我们两个物种的分泌的化学分析。混合物浓度进行了测试在两个不同的覆盖量分泌释放的甲虫在自然条件下。实验显示没有威慑或侵略诱发效应这些物质的蚂蚁。相反,增加antennation蚂蚁的行为对过滤球处理这些观察萜烯的混合物。这个反应的蚂蚁指向的萜烯可能使用的甲虫来处理他们的主机蚂蚁类比的能力适蚁斗篷甲虫,排斥积极主机蚂蚁蚂蚁的恐慌报警信息素的释放sulcatone [8,10]。然而,没有一个确定的四个单萜被称为信息素l . fuliginosus到目前为止。也许,蚂蚁的antennation反应了萜烯是基于他们homobiosis蚜虫。蚜虫是蚂蚁的保护,获得营养的蜜汁的回报(6]。获得蜜汁,蚂蚁具触角的蚜虫的腹部小费。这种行为强烈类似于我们所观察到的行为之间的相互作用适蚁罗夫甲虫和蚂蚁。按照这个观点,α蒎烯,β蒎烯、月桂烯、柠檬烯已报告在一些蚜虫物种(19]。α- - - - - -和β蒎烯以及柠檬烯发生在蚜虫蜜汁(20.,21]。因此,我们假设使用这些萜烯认识到蚜虫,蚂蚁Zyras甲壳虫模仿这些化合物冷静下来在遇到宿主蚂蚁的侵略。为了解决这个假说,它需要(1)明确识别主机蚂蚁Zyras物种,(2)学习行为之间的相互作用的更多细节Zyras标本和这些主机蚂蚁,(3)确定蚜虫物种与主机相关的蚂蚁,和(4),检查确认萜烯的作用这些蚜虫及其之间的交互主机上蚂蚁。这工作计划是特别具有挑战性的,因为罕见的甲虫。

综上所述,背的腺体的分泌z collaris和z haworthi是独特的在隐翅虫亚科Aleocharinae萜烯的成分α蒎烯,β蒎烯、月桂烯、柠檬烯。在生物监测,l . fuliginosus蚂蚁既不排斥也不显示对这些物质的侵略性行为但antennation刺激。因为在蚜虫萜烯存在,我们假设Zyras甲虫释放这些化合物模拟蚜虫,实现接受主人蚂蚁。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢挚友迈尔和亚历山大Szallies提供他们的帮助Zyras甲虫。一个不知名的评论家仔细研究我们的论文,并帮助提高他的言论。