Überraschend wenige Insekten leben im Meer, und wir wissen vielleicht endlich, warum: ScienceAlert

Überraschend wenige Insekten leben im Meer, und wir wissen vielleicht endlich, warum: ScienceAlert

Insekten waren vorhanden vor etwa 480 Millionen Jahrenwas ihnen viel Zeit gibt, über die gesamte Oberfläche unseres Planeten zu krabbeln, zu krabbeln, zu graben und zu flattern.

Na ja, fast überall. Überraschenderweise leben nur wenige Arten in den Ozeanen, und Wissenschaftler versuchen herauszufinden, warum.

Ein Forscherteam aus den USA und Japan hat dazu kürzlich eine faszinierende Hypothese aufgestellt und behauptet, eine „einfache Erklärung für eine seit langem bestehende Frage“ gefunden zu haben.

Sie legen nahe, dass das Enzym einzigartig ist Hilft Insekten, ihre Hüllen zu härten, genannt Multikupferoxidase-2 (MCO2) ist der Grund, warum es in Meeresumgebungen so selten vorkommt, an Land jedoch so gut funktioniert.

Der Biologe Tsunaki Asano von der Tokyo Metropolitan University, der das Team leitete erscheint vorher Insekten haben einen speziellen Mechanismus entwickelt, um ihre harte Außenschicht mithilfe von molekularem Sauerstoff und MCO2 zu härten.

Jetzt erklären Asano und Kollegen in einem Veröffentlichte Rezension Wie dies verschiedene Lebewesen in den Ozeanen benachteiligt, ihnen aber dabei hilft, daraus herauszukommen. Es kommt hauptsächlich darauf an, wie viele Chemikalien in der jeweiligen Umgebung vorhanden sind und wie leicht die Exoskelette der Insekten sind.

„Das Auftauchen von Insekten ist ein wichtiges Ereignis in der Entwicklung des Lebens auf der Erde“, sagte das Team. schreiben„Es unterstreicht die große adaptive Ausbreitung von Organismen in einem neuen terrestrischen Ökosystem.“

Insekten gehören zu den erfolgreichsten Lebewesen auf dem Planeten und bilden die größte Gruppe im Stamm Arthropoden, die die größte Biomasse aller Landtiere beisteuern. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts des Lebens auf der Erde.

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Moderne Erkenntnisse aus molekular Genetik Ich habe es enthüllt Insekten Und Krebstiere (die meist in den Ozeanen leben) gehören zum gleichen Zweig, den sogenannten Pankrustasie.

Phylogenetischer Baum, der die ökologische phylogenetische Beziehung zwischen Insekten und Krebstieren zeigt. (Asano et al., Physiol. Intomol.2023)

Allerdings Insekten Sie unterschieden sich von ihren Krebsvorfahren und sich entwickelnde Wildtiermuster, die beide bestehen bleiben Exoskelette Aus Wachs und Stahl Haut Ein Kohlenhydrat namens Chitin.

Diese Epidermis ist eine Schutzschicht, die die Körperoberfläche auskleidet und im Gegensatz zu unserer Haut Feuchtigkeit in der Epidermis und Keime hält. Es ist mehr als nur eine hübsche Hülle, es schützt den Körper auch vor äußeren mechanischen Kräften und trägt dazu bei, die Form und Bewegungsfähigkeit des Körpers zu erhalten, indem es als äußeres Gerüst fungiert.

Während Krebstiere jedoch hauptsächlich Kalzium aus Meerwasser nutzen, um ihre Schuppen zu Panzern zu verhärten, nutzen Insekten molekularen Sauerstoff, um ihre Nagelhaut durch die Vermittlung von MCO2 in dauerhafte Hüllen für ihre Organe umzuwandeln.

Diagramm zum Vergleich von Krustentieren und Insekten. Es zeigt eine Skizze eines Hummers neben einer Skizze eines Käfers
Krebstiere stärken ihren Panzer mit Kalzium, während Insekten ihre Außenskelette mit Sauerstoff versorgen, um den Sauerstoffvorrat in ihren Lebensräumen zu decken. (Tokyo Metropolitan University)

Asano und seine Mitarbeiter argumentieren, dass die Anwesenheit von Sauerstoff in der Luft die Erde für Insekten attraktiver macht. Das Meer ist heute ein rauer Ort für sie, weil es nicht genug Sauerstoff gibt, ganz zu schweigen davon, dass es bereits viele Arten beherbergt und ernährt, die besser angepasst sind.

Zum Nutzen der Insekten werden ihre Panzer durch den MCO2-Weg härter und trockener, wodurch ein schützendes Biomaterial entsteht und gleichzeitig federleicht bleibt. Dies ist ein auffälliger Unterschied zu Krebstieren, deren Schalen aufgrund eines direkten Verhältnisses zwischen Schalendichte und Verkalkungsgrad viel dichter sind und die für das Leben in der Luft nicht geeignet sind.

Insekten haben möglicherweise dank der MCO2-Fortbewegung ihre Fähigkeit entwickelt, auf Pflanzen zu klettern, zu gleiten und schließlich zu fliegen, was es ihnen ermöglicht, sich leichter zu bewegen und zuvor unbesetzte ökologische Nischen zu füllen.

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Das Team glaubt, dass MCO2 möglicherweise das ist, was Insekten einzigartig macht; so wie sie sind sagen in ihrer Zeitung„Kein MCO2, keine Bugs.“

Asano und sein Team erklären die Insektenspezifität weist darauf hin, dass: „Andere Arthropoden, darunter die nächsten Verwandten des Insekts, die nicht-insektenartigen Hexapoden wie der Springschwanz und der zweizackige Borstenschwanz, besitzen keine Gene für MCO2.“

Die Forscher stellen fest, dass Insekten nicht die einzigen Arthropoden sind, die sich an das Leben an Land angepasst haben. Daher ist MCO2 keine notwendige Voraussetzung für den erfolgreichen Umzug aus der Meeresbehausung und die Errichtung eines Zuhauses an Land.

Aber die einzigartige Art und Weise, wie die Nagelhaut von Insekten hergestellt wird, liefert viele Informationen darüber, wie gut sie sich entwickelt haben, um in der Umwelt der Erde zu leben.

„Wenn Insekten kein MCO2-vermitteltes System erworben hätten, hätten sich die Evolution und der Erfolg der Insekten dramatisch von dem unterscheiden können, was wir derzeit beobachten.“ Abschließend.

„Wir hoffen, auf der Grundlage dieser Sichtweise weitere Diskussionen über die Evolution und Bildung von Insekten auf der Erde führen zu können.“

Rezension veröffentlicht am Physiologische Entomologie.

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