Regulation of larval diapause by colony-founding queens.

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Regulation of larval diapause by colony-founding queens.

Beitragvon Teleutotje » Montag 17. Dezember 2018, 18:09

Regulation of larval diapause by colony-founding queens of Crematogaster teranishii (Hymenoptera: Formicidae)

Keiji NAKAMURA

Department of Biosphere-Geosphere Science, Faculty of Biosphere-Geosphere Science, Okayama University of Science, Ridai-cho 1-1, Okayama 700-0005, Japan; e-mail: nakamura@big.ous.ac.jp

Nuptial flights of Crematogaster teranishii Santschi occur in autumn. Queens and possibly larvae pass the first winter without workers in Okayama, Japan. This study examines and tests the hypothesis that C. teranishii queens regulate not only their own diapause, but also that of their larvae. Some queens collected immediately after their nuptial flight in early October were exposed to a low temperature of 10°C for 3 months before transfer to 25°C; these queens started oviposition approximately 8 days after the transfer. Larvae reared by these previously chilled queens pupated synchronously until day 50. Other field-collected queens reared at 25°C without prior chilling reproduced soon after collection. They started oviposition, but the development of their larvae was arrested and pupation occurred late or not at all within the120 day experimental period. The delay in pupation in colonies in which the queens were not previously exposed to low temperature strongly indicates that many larvae are in diapause. Because eggs and larvae were not exposed to low temperatures, they were unable to determine the developmental pathway providing the best response to environmental factors. Results indicate that queens regulate whether their larvae undergo diapause.

Keywords: Hymenoptera, Formicidae, colony development, ant, larval diapause, reproductive diapause of queens, low temperature, social effect

https://www.eje.cz/pdfs/eje/2018/01/68.pdf
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Re: Regulation of larval diapause by colony-founding queens.

Beitragvon Merkur » Mittwoch 19. Dezember 2018, 11:21

Den Beitrag konnte ich nur kurz überfliegen. Crematogaster teranishii ist eine arboricole Art. Die Koloniegründung dürfte also im Holz stattfinden. Als claustral gründende Art erfolgt alles bis zum Erscheinen der erstem Arbeiterinnen in völliger Dunkelheit.
Mir erschließt sich nicht ganz, weshalb der Verf. bei seinen Experimenten nach photoperiodischen Effekten (Tageslänge) sucht (die anscheinend keine Rolle spielen), dabei aber die Koloniegründungen über Monate bei Dauertemperaturen von 10°C bzw. 25°C hält: Als Zeitgeber kann im Freiland der tägliche Temperaturwechsel ja ebenfalls eine Rolle spielen, zumal wenn Königin und Brut in der verschlossenen Gründungskammer gar keinen Hell- Dunkel-Wechsel wahrnehmen können.

Auf die Bedeutung tagesperiodischer Wechseltemperaturen habe ich vielfach hingewiesen, u. a. hier: Buschinger, A. (1973): The Role of Daily Temperature Rhythms in Brood Development of Ants of the Tribe Leptothoracini (Hymenoptera; Formicidae). In: Effects of Temperature on Ectothermic Organisms. Ed.: W. Wieser, 229-232, 1973, Springer Berlin-Heidelberg-New York.

Mit entsprechend verschobenen Tagestemperaturzyklen konnte ich bei etlichen Arten z. B. den Zeitraum der täglichen Sexualaktivität von Geschlechtstieren beliebig verschieben, unabhängig vom Lichtrhythmus. In den Foren und im Awiki ist nur wenig dazu zu finden, aber: viewtopic.php?f=11&t=358#p12197
Zwar habe ich nie über circadiane Rhythmik bei Ameisen gearbeitet, dafür aber Einiges über Jahreszyklen und deren Steuerung herausgefunden. Im Bereich der Tagesperiodik des Sexualverhaltens war ich darauf gestoßen, dass hier Temperaturrhythmen als Zeitgeber viel bedeutender sind als Lichtrhythmen! Das war mir wichtig für die Zucht von bestimmten Ameisenarten (Tribus Formicoxenini, züchtbare Sozialparasiten, ehemalige Gattungen Doronomyrmex, Myrmoxenus, Chalepoxenus u.a.). Einerseits konnte ich so z. B. bei dem Sklavenhalter Harpagoxenus sublaevis die Sexualaktivität von abends ca. 20-22:00 in die „Dienstzeit“ vorziehen, andererseits z. B. Arten verkreuzen, die unter Freilandbedingungen um ein paar Stunden versetzt ihr Locksterzeln zeigten (es sind Arten mit „ground swarming“).

Diurnale Wechseltemperaturen als Zeitgeber finden m. E. allgemein viel zu wenig Beachtung in der Wirbellosen-Physiologie. Gewiss, sie sind weit weniger “exakt” (da wetterabhängig!) als die Lichtrhythmen. Doch kann der Temperaturverlauf eben auch unterirdisch bzw. in Holz und anderen Substraten lebende Tiere erreichen.

MfG,
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