Le differenze di capacità aerobica dei muscoli del volo fra le popolazioni di farfalle e le specie con differenti abilità di volo




volo

è cruciale per l'adeguatezza della maggior parte degli insetti a causa del loro ruolo nella riproduzione [1] [3] e dispersione [4] [7]. Mentre il rapporto tra capacità di volo e la dispersione è chiaro, i meccanismi fisiologici corrispondenti non bene tranne quell'ala dimorfismo specie è [8] noti per la maggior parte degli insetti, [9]. ed è noto per sbattimento volo è una delle forme più costoso energia di locomozione [10] pertanto causando così forti vincoli selettivi. muscolare volo degli insetti è metabolicamente molto attivo: il tasso metabolico del volo può superare il tasso metabolico a riposo per due ordini di grandezza, e rappresenta la maggior parte di tutto il consumo di ossigeno nel corpo insetti volanti [11] [13]. In colibrì, pipistrelli e diverse specie di performance di volo degli insetti è altamente correlato con indicatori di capacità aerobica dei muscoli del volo, come la respirazione mitocondriale, l'attività enzimatica, e la dimensione e la concentrazione dei mitocondri [13] [18]. Questi marcatori biochimici sono utili per valutare la capacità aerobica di specie che non possono essere studiati facilmente in un ambiente di laboratorio, rendendoli metriche utili per lo studio della disperdibilità in natura.

Glanville fritillary farfalla

(Melitaea cinxia L.) è diventato una sorta di modello per gli studi di dispersione in paesaggi frammentati [19], [20]. indagini approfondite di un grande metapopolazione in [28].



Precedenti studi hanno inoltre dimostrato che un polimorfismo a singolo nucleotide (SNP) nella regione codificante del gene isomerasi fosfoglucosio (IGP) è significativamente associata a cambiamenti nel metabolismo della dispersione di volo e la velocità nel campo [4 ], [5]. In particolare, nel Pgi_111 eterozigoti SNP hanno una migliore performance di volo in una più ampia gamma di temperature ambiente omozigoti [5], [26], [27]. PGI è un enzima glicolitico essenziale per il metabolismo dei carboidrati durante il volo, e Igp è stato dimostrato il gene che codifica per questo enzima essere sotto selezione naturale in un certo numero di specie di insetti [29] e # x02013; [36], tra cui Glanville fritillary [20], [37] [39]. Un'associazione tra il genotipo IGP, il tasso metabolico e le prestazioni di volo comporta un ruolo significativo nella glicolisi nella dispersione del fritillary Glanville.

metabolismo aerobico è essenziale sia a breve che a lunga distanza necessaria per il successo della dispersione [40] [43]. Glanville fritillary è l'ideale per studiare questo problema specie già stabilito un ruolo per la variazione adattativa degli enzimi della glicolisi per dispersione. Attività di enzimi glycolytic possono essere direttamente connesse con l'attività delle vie metaboliche aerobiche, perché l'attività di volo di carboidrati muscolare carburante a breve termine in tanti piccoli [41] insetti, [43] [46], e solo fare Glanville fritillary a (RQ = 1 per il volo di 10 minuti;. [47] differenze funzionali tra alozimas IGP può portare a differenze nei tassi flusso di carbonio attraverso la glicolisi, che può limitare il tasso di produzione di ATP dai mitocondri di volo muscolare [34], [48], [49]. studi recenti suggeriscono che ci sono collegamenti funzionali tra IGP e altri geni metabolici, tra cui geni codificanti per proteine ​​mitocondriali importanti per la regolazione di rilevazione ossigeno, ei geni che codificano citocromo c ossidasi, l'enzima che catalizza la riduzione dell'ossigeno in acqua nella respirazione cellulare [47], [50], [51]. in alternativa, le differenze di capacità aerobica potrebbero essere direttamente correlate a differenze nella concentrazione mitocondriale e glycoysis indipendente [52] attività aerobica enzimatica. in entrambi i casi, l'esame della variazione della capacità aerobica tra fenotipi dispersione è fondamentale per una migliore comprensione di come aerobica capacità può contribuire alla capacità di dispersione delle specie in paesaggi frammentati.

Per inserire la variazione intraspecifica nella capacità aerobica Glanville fritillary in un contesto ecologico più ampio, che misura la capacità aerobica di altre quattro specie di farfalle Ninfalide. Non siamo stati in grado di misurare il metabolismo delle distanze di volo e distanze di dispersione di questi campioni, e quindi selezionare le specie con molto contrasto volo fenotipi comportamentali e dispersione sulla base della letteratura e personali osservazioni (riassunti in Tabella 1). Tre specie sono potenti frilly storicamente ampi range biogeografiche e la dimensione effettiva della popolazione: piccola tartaruga (piccola tartaruga), Argynnis adippe (High Brown Fritillary) e Vanessa atalanta (Red Admiral). Al contrario, la quarta specie supplementari Aphantopus hyperantus (ricciolo) e Glanville fritillary volano solo brevi distanze durante gli attacchi aerei individuali (Tabella 1). Per confrontare la capacità aerobica dei muscoli ponti tra le popolazioni e tra le specie, è stata utilizzata la determinazione polarografico del tasso di consumo di ossigeno di un enzima mitocondriale citocromo c ossidasi (CytOx) e spettroscopia ottica per misurare il contenuto CytOx nei muscoli volo di tutte le cinque specie. Abbiamo usato anche microscopia elettronica per confrontare la morfologia dei muscoli del volo di una specie che volano brevi distanze e una specie che vola lunghe distanze.



Lascia un commento