تيما كريستيناي

تُعدّ حشرة Timema cristinae ، أو Timema كريستينا ، نوعًا من الحشرات العصوية التابعة لفصيلة Timematidae . سُمّيت هذه الحشرة تكريمًا لكريستينا ساندوفال ، التي اكتشفتها وجمعتها لأول مرة . [ 1 ] وتوجد في أمريكا الشمالية، في منطقة صغيرة بجنوب كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. [ 2 ] تُعتبر T. cristinae من أصغر أنواع الحشرات العصوية. [ 1 ] وهي حشرات لا تطير، وتتغذى على الشجيرات التي تعيش عليها. [ 3 ]

وصف

تُعدّ حشرة T. cristinae من أصغر أنواع الحشرات العصوية، إذ لا يتجاوز طول البالغ منها 2-3 سم. [ 1 ] [ 4 ] تتميز بأجسامها المستديرة وبطنها الطويل، وهي عديمة الأجنحة. [ 5 ] كما يُظهر هذا النوع ازدواجًا شكليًا جنسيًا . [ 5 ] فالذكور أصغر حجمًا (حوالي 2 سم) وأقل سمكًا من الإناث (حوالي 3 سم)، ويمكن تمييزها أيضًا بأرجلها الحمراء. [ 4 ] ويختلف الذكور والإناث أيضًا في شكل وحجم فكوكهم، حيث تكون فكوك الإناث أطول بكثير من فكوك الذكور. [ 5 ]

تتمتع حشرة T. cristinae بحاسة شم قوية. [ 6 ] وقد عُرف ذلك لأنها تحتوي على بروتينات شمية أكثر من أنواع الحشرات العصوية الأخرى التي دُرست. [ 6 ]

التحولات

تُعدّ T. cristinae متعددة الأشكال من حيث لون الجسم ونمطه. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وقد وُصفت أربعة أشكال مختلفة على الأقل من T. cristinae . [ 4 ] الشكل الأخضر (ذو جسم أخضر بدون نمط)، والشكل الأحمر (ذو جسم أحمر بدون نمط)، والشكل الرمادي (ذو جسم رمادي بدون نمط)، والشكل المخطط، الذي يتميز بنفس لون الجسم الأخضر للشكل الأخضر، ولكنه يُظهر أيضًا خطًا أبيض على طول ظهره. [ 2 ] [ 4 ] على الرغم من اختلاف هذه الأشكال في صفات أخرى، إلا أن أبرز اختلافاتها تكمن في لون الجسم ونمطه (مخطط أو بدونه). [ 2 ] كما ذُكر شكل ميلاني، وهو رمادي بني داكن بدون خطوط، ولكن من غير الواضح ما إذا كان شكلًا مميزًا أم اسمًا بديلًا للشكل الرمادي. [ 3 ] يظهر الشكل الأخضر في مربع الأنواع على الجانب الأيمن من هذه الصفحة. [ 3 ]

التوزيع والموئل

هذه صورة لأزهار وأوراق نبات الأدينوستوما فاسيكولاتوم
أحد أنواع النباتات المضيفة لـ T. cristinae ، Adenostoma fasciculatum
هذه صورة لأزهار وأوراق نبات من نوع Ceanothus spinosus
أحد أنواع النباتات المضيفة لـ T. cristinae ، وهو Ceanothus spinosus

هذا النوع موطنه الأصلي سلسلة جبال الساحل في جنوب كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. [ 2 ] يوجد حصريًا في منطقة جبلية صغيرة (حوالي 30 كم² ) مغطاة بالشجيرات - وهي نوع محدد من مجتمعات نباتات الشجيرات. [ 2 ] وهو النوع الوحيد من جنس تيميما الموجود في هذه المنطقة. [ 2 ] الموطن المحدد لـ T. cristinae هو داخل الشجيرات. [ 2 ] على وجه الخصوص، يكون أكثر وفرة على نوعين من الشجيرات: أدينوستوما فاسيكولاتوم ( من الفصيلة الوردية ) وسيانوتوس سبينوسوس ( من الفصيلة النبقية ). [ 2 ] يختلف هذان النوعان النباتيان اختلافًا كبيرًا في المظهر، وخاصة فيما يتعلق بأوراقهما. [ 2 ] الأول ( أدينوستوما فاسيكولاتوم ) له أوراق صغيرة تشبه الإبر، تنمو في حزم متقاربة على طول فروعه. [ 2 ] أما الثاني ( سيانوثوس سبينوسوس ) فله أوراق بيضاوية عريضة لا تنمو متقاربة بهذا الشكل. [ ٢ ] من المرجح أن تكون هذه الاختلافات مسؤولة عن شكلين مختلفين من أشكال T. cristinae: الشكل "الأخضر" والشكل "المخطط" (وهو أخضر أيضًا، ولكنه يتميز بخط أبيض على ظهره). [ ٢ ] أظهرت الدراسات أن الشكل الأخضر يتموه بشكل أفضل على أوراق شجيرات C. spinosus ، بينما يتموه الشكل المخطط بشكل أفضل على أوراق شجيرات A. fasciculatum . [ ٢ ] [ ٣ ] أخيرًا، يتموه الشكل الأسود على سيقان كلا النباتين المضيفين، ولكنه يكون واضحًا جدًا على أوراق أي منهما. [ ٣ ]

التكاثر

تستطيع الإناث التكاثر طوال حياتها، لكنها تضع بيضة واحدة فقط في كل مرة. [ 7 ] عند وضع البيض، تبتلع الإناث التربة، التي تستخدمها بعد ذلك لتغطية البيضة جيدًا أثناء وضعها. [ 7 ] [ 8 ] ومن المثير للاهتمام أن البيض الذي لا يصل إلى التربة لن يفقس أبدًا. [ 7 ] غالبًا ما يسقط البيض ببساطة من النباتات المضيفة، على الرغم من أن بعض الأفراد يستخدمون بطونهم أحيانًا لغرسه في التربة. [ 7 ] يُوضع معظم البيض في شهري أبريل ومايو، ويمر بعملية سكون - تُسمى السبات الشتوي - حيث يتأخر نموه؛ وتستمر هذه العملية لمدة 8 أشهر تقريبًا حتى يبدأ الفقس في ديسمبر. [ 7 ] لا يفقس البيض دفعة واحدة، بل يتوزع الفقس على مدار شهري ديسمبر ويناير. [ 7 ] في بعض الأحيان، يبقى بعض البيض في حالة سكون لمدة عام إضافي، في انتظار الفقس حتى ديسمبر-يناير التاليين. [ 7 ]

يبدأ التزاوج لدى حشرة T. cristinae بتسلق الذكر فوق بطن الأنثى. [ 9 ] ثم ينخرط في سلوكيات التودد التي تشمل تحريك الأرجل والقرون الاستشعارية، قبل محاولة الجماع. [ 9 ] بعد انتهاء التودد، يبقى الذكر بلا حراك على ظهر الأنثى. [ 9 ] يستمر التزاوج لدى T. cristinae لعدة ساعات، وبعدها يستمر الذكر في ركوب الأنثى لساعات أو حتى أيام لمنعها من التزاوج مع ذكور أخرى. [ 7 ] مع ذلك، لا يمنع هذا إناث T. cristinae من ممارسة تعدد الأزواج ، أي أن الأنثى تتزاوج مع عدة ذكور. [ 7 ]

سلوك

تبقى صغار وحشرات T. cristinae البالغة بلا حراك على نباتاتها خلال النهار، ولا تتغذى أو تتحرك إلا ليلاً. [ 4 ] وعندما يُزعج نباتها المضيف (كأن تُهزّ الأغصان)، غالبًا ما تسقط على الأرض. [ 4 ] ومن طرق تجنبها للمفترسات التظاهر بالموت . [ 10 ] وخلال هذا السلوك، تبقى الحشرة ثابتة تمامًا. [ 10 ] ولا تتساوى احتمالية تظاهر جميع الحشرات بالموت، إذ يُلاحظ هذا السلوك بشكل أكثر شيوعًا لدى الحشرات الأصغر حجمًا. [ 10 ]

علم البيئة

لقد ثبت أن مجموعات من خنفساء T. cristinae قادرة على النجاة من حرائق الغابات. [ 8 ] قد يعود ذلك إلى الطريقة الفريدة التي تغلف بها الإناث بيضها، عن طريق ابتلاع التربة. [ 8 ]

الاستخدام في البحث

بسبب أشكالها المتعددة، تُستخدم حشرة T. cristinae كنموذج بيئي تطوري لدراسة عملية التطور المستمرة . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 11 ] [ 12 ] وقد ركزت معظم هذه الأبحاث على الشكلين الأخضر والمخطط، لأنهما يوفران تمويهًا لنوعين مختلفين من النباتات المضيفة: C. spinosus و A. fasciculatum على التوالي. [ 2 ] [ 3 ] وباختصار، نظرًا لأن المفترسات، مثل الطيور، تستطيع بسهولة أكبر تحديد أفراد شكل معين عندما تكون على النبات المضيف "الخاطئ" - أي النبات الذي لا تتمتع فيه بالتمويه الأمثل - فإن احتمالية بقاء هذه الأفراد على قيد الحياة تقل. [ 2 ] [ 3 ] ويتوقع الباحثون أن هذا يعني أن هذين الشكلين يمثلان بداية عملية التنوع ، أو بعبارة أخرى، سيصبح الشكلان الأخضر والمخطط نوعين مختلفين من الحشرات العصوية، كل منهما أكثر تكيفًا مع أحد نوعي النباتات المضيفة. [ 2 ] [ 3 ] وقد أثار هذا الأمر اهتمامًا بحثيًا واسعًا، إذ يسمح للباحثين بدراسة عملية التطور في الوقت الفعلي، بدلًا من العمل عكسيًا لفهم كيف ولماذا تطور نوع ما إلى أنواع متعددة مختلفة. [ 2 ] [ 12 ] وقد أدى هذا الاهتمام إلى دراسات تبحث في الجينات التي تحدد الشكل الذي سيظهره الفرد (لونه ونمطه). [ 11 ]

بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن نبات T. cristinae لا يوجد إلا في منطقة صغيرة (حوالي 30  كم² ) ، إلا أن هناك بعض المناطق التي يوجد فيها نوع واحد فقط من نوعي النبات المضيف، ومناطق أخرى يوجد فيها كلا النوعين متجاورين. [ 12 ] تتيح هذه الأنواع المختلفة من المناطق للباحثين دراسة نوعين مختلفين من التطور النوعي. [ 12 ] في المناطق التي يوجد فيها نوع واحد فقط من النبات المضيف، يمكنهم دراسة التباعد الجغرافي ، وهو عندما تكون المجموعات المختلفة ( السكان ) منفصلة بحاجز مادي، فلا يمكنها التكاثر فيما بينها - في هذه الحالة، تكون المناطق التي يوجد بها النوع الآخر من النبات المضيف بعيدة جدًا. [ 12 ] في المناطق التي يوجد فيها كلا النوعين من النبات المضيف متجاورين، يمكن للباحثين دراسة التقارب الجغرافي - وهو عندما تصبح مجموعات (سكان) من نوع واحد نوعين مختلفين على الرغم من أن موائلها منفصلة جزئيًا فقط. [ 12 ] هذا يعني أن أفراد المجموعات المختلفة لا يزالون قادرين على التكاثر فيما بينهم من حين لآخر. [ 12 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 فيكري، فيرنون ر. (1993). "مراجعة جنس تيميما سكودر (رتبة فاسماتوبتيرا: فصيلة تيماتوديا) بما في ذلك ثلاثة أنواع جديدة" . عالم الحشرات الكندي . 125 (4): 657-692 . doi : 10.4039/ent125657-4 . ISSN 0008-347X . S2CID 86710665 .  
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 فاركاس، تيموثي إي.؛ مونونين، تومي؛ كومولت، آرون أ.؛ هانسكي، إيلكا؛ نوسيل، باتريك (2013). " تطور التمويه يقود إلى تغيير بيئي سريع في مجتمع الحشرات" . علم الأحياء الحالي . 23 (19): 1835-1843 . doi : 10.1016/j.cub.2013.07.067 . ISSN 0960-9822 . PMID 24055155 .  
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 نوسيل، باتريك؛ فيلوتريكس، رومان؛ كارفاليو، كلاريسا ف. دي؛ فاركاس، تيموثي إي.؛ سوريا-كاراسكو، فيكتور؛ فيدر، جيفري ل.؛ كريسبى، برنارد ج.؛ جومبيرت، زاك (2018). "الانتخاب الطبيعي وإمكانية التنبؤ بالتطور في حشرات تيميما العصوية" . مجلة ساينس . 359 (6377): 765-770 . Bibcode : 2018Sci...359..765N . doi : 10.1126/science.aap9125 . ISSN 0036-8075 . PMID 29449486 .  
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 ساندوفال، كريستينا ب. (1994). "الافتراس البصري التفاضلي على أشكال Timema cristinae (Phasmatodeae: Timemidae) وعواقبه على نطاق العائل" . المجلة البيولوجية لجمعية لينيان . 52 (4): 341-356 . doi : 10.1111/j.1095-8312.1994.tb00996.x . ISSN 0024-4066 . 
  5. روي ، دينيس؛ سيهاوزن، أولي؛ نوسيل، باتريك (2013). "يُهيمن التباين الجنسي على استخدام النباتات المضيفة المتباينة في مورفولوجيا التغذية للحشرات العصوية" . مجلة BMC لعلم الأحياء التطوري . 13 ( 1 ) : 135. doi : 10.1186/1471-2148-13-135 . ISSN 1471-2148 . PMC 3707739. PMID 23819550 .   
  6. 1 2 باركر، دارين ج.؛ دجوردجيفيتش، جيليسافيتا؛ شواندر ، تانيا (2019). "البروتينات الشمية في حشرات عصا تيميما " . الحدود في علم البيئة والتطور . 7 : 1– 7. دوى : 10.3389/fevo.2019.00101 . ISSN 2296-701X . 
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 أربوثنوت، ديفين؛ كريسبى، برنارد جيه؛ شواندر، تانيا (2015). "تتزاوج إناث الحشرات العصوية عدة مرات للعثور على شركاء متوافقين" . المجلة الأمريكية لعلم الطبيعة . 186 (4): 519-530 . doi : 10.1086/682675 . ISSN 0003-0147 . PMID 26655575. S2CID 3396989 .   
  8. 1 2 3 ساندوفال، كريستينا (2000). "استمرار وجود جماعة من العصويات (Phasmatoptera: Timematodea) بعد حريق غابات" . عالم الطبيعة في الجنوب الغربي . 45 (2): 123-127 . doi : 10.2307/3672452 . ISSN 0038-4909 . JSTOR 3672452 .  
  9. 1 2 3 أربوثنوت، ديفين؛ كريسبى، برنارد ج. (2009). "التودد والتمييز بين الشركاء داخل وبين أنواع عصي المشي من جنس تيميما " . سلوك الحيوان . 78 (1): 53-59 . doi : 10.1016/j.anbehav.2009.02.028 . ISSN 0003-3472 . S2CID 7926006 .  
  10. 1 2 3 فاركاس، تيموثي إي. (2016). "حجم الجسم، وليس تدفق الجينات غير المتكيف، هو ما يفسر سلوك التظاهر بالموت لدى حشرات العصا من نوع تيميما كريستينا " . علم البيئة التطوري . 30 (4): 623-634 . doi : 10.1007/s10682-016-9832-9 . ISSN 0269-7653 . S2CID 17710171 .  
  11. 1 2 كومولت، آرون أ.؛ كارفاليو، كلاريسا ف.؛ دينيس، ستيوارت؛ سوريا-كاراسكو، فيكتور؛ نوسيل، باتريك (2016). " تخضع الأنماط الظاهرية اللونية لسيطرة جينية مماثلة في نوعين متباعدين من حشرة العصا من جنس تيميما " . التطور . 70 (6): 1283-1296 . doi : 10.1111/evo.12931 . ISSN 0014-3820 . PMID 27130287. S2CID 19130491 .   
  12. 1 2 3 4 5 6 7 نوسيل، ب.؛ ساندوفال، س.ب.؛ كريسبى، ب.ج. (2006). "تطور تفضيل المضيف في مجموعات حشرات العصا من نوع تيميما كريستينا المتباعدة جغرافيًا مقابل المتقاربة جغرافيًا" . مجلة علم الأحياء التطوري . 19 (3): 929-942 . CiteSeerX 10.1.1.590.1454 . doi : 10.1111/j.1420-9101.2005.01035.x . ISSN 1010-061X . PMID 16674589 .