معلومة

ما الحشرة يمكن أن تكون؟

ما الحشرة يمكن أن تكون؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هناك شجيرة في حديقتي أحب مراقبتها ، حيث غالبًا ما يكون بها عناكب مطر كبيرة تبني أعشاشًا في أوراقها ، لكنني أحيانًا ألاحظ مجموعات كبيرة من حشرة برتقالية الرأس على الأوراق ، ولا يمكنني إلا أن أفترض أنها كذلك عنصر الفريسة الأساسي للعناكب ، لكن لا يمكنني التعرف عليها ، وتمكنت فقط من الحصول على صورة واحدة هذا الصباح ، لأنها عادة ما تجري وتختبئ إذا اقتربت بما يكفي لالتقاط صورة.

في رأيي ، له شكل مشابه جدًا للصرصور ، ولكن بعد البحث عن الأنواع الشائعة في المنطقة ، ما زلت ليس لدي أي تطابق ، فهو يتراوح بين 2 و 2.5 سم. لم أرهم في أي مكان سوى هذه الأدغال. أعيش في جوهانسبرغ بجنوب إفريقيا.

سأقدر حقًا أي مساعدة في تحديد الأنواع.


يبدو وكأنه حشرتان هناك ، مع استحالة رؤية واحدة في الخلفية (في الأعلى). لكن الذي في الأمام ورأسه لأسفل يشبه إلى حد كبير الصرصور الأمريكي ، Periplaneta أمريكانا (بلاتوديا ، بلاتيداي)


تتبع الآفات الحشرية: هل هناك إمكانات جديدة في التقنيات الجزيئية؟

المراسلات: علي ف. الشيخة ، كلية العلوم الحيوية والهندسة الحيوية ، جامعة جيانغشي الزراعية ، 1101 طريق تشيمين ، نانتشانغ 330045 ، الصين. هاتف: + 86 (155) 791 17416 فاكس: + 86 (791) 838 13459 البريد الإلكتروني: [email protected] ابحث عن المزيد من الأوراق البحثية لهذا المؤلف

كلية العلوم الحيوية والهندسة الحيوية ، جامعة جيانغشي الزراعية ، نانتشانغ ، الصين

مركز الهندسة الحيوية والبحوث التكنولوجية للفطريات الصالحة للأكل والطبية ، جامعة جيانغشي الزراعية ، نانتشانغ ، الصين

مختبر جيانغشي الرئيسي لحفظ واستخدام الموارد الفطرية ، جامعة جيانغشي الزراعية ، نانتشانغ ، الصين

قسم الأحياء ، جامعة ماكماستر ، هاميلتون ، أونتاريو ، كندا

قسم علوم وتكنولوجيا الأغذية ، كلية الزراعة ، جامعة المنوفية ، شبين الكوم ، محافظة المنوفية ، مصر

المراسلات: علي ف. الشيخة ، كلية العلوم الحيوية والهندسة الحيوية ، جامعة جيانغشي الزراعية ، 1101 طريق تشيمين ، نانتشانغ 330045 ، الصين. هاتف: + 86 (155) 791 17416 فاكس: + 86 (791) 838 13459 البريد الإلكتروني: [email protected] ابحث عن المزيد من الأوراق البحثية لهذا المؤلف

الملخص

تعد الحشرات من بين أكبر الآفات التي تصيب الزراعة والبستنة والغابات في جميع أنحاء العالم ، مما يتسبب في أضرار وتكاليف اقتصادية سواء بشكل مباشر أو عن طريق نقل فيروسات النباتات. العديد من أنواع الحشرات الآن تقاوم أو تقاوم مبيدات الآفات. أصبحت دراسات التتبع مهمة جدًا لمكافحة الآفات الحشرية وللفهم الأفضل لبيولوجيتها (مثل ديناميكيات تجمعات الحشرات والحركات وسلوك التغذية والتفاعلات البيئية الأخرى). تم استخدام مجموعة متنوعة من أساليب التتبع بما في ذلك الطرق التمييزية والتتبع والجزيئية. التقنية المثالية لتتبع الحشرات هي التقنية التي تنسجم مع علم الأحياء "الطبيعي" للحشرات. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون هذه التقنية آمنة بيئيًا وفعالة من حيث التكلفة وسهلة الاستخدام. يستعرض هذا البحث التقنيات الحالية المستخدمة في تتبع الحشرات ، ويوثق مزايا وعيوب كل طريقة ، ويضع تركيزًا خاصًا على التقنيات الجزيئية ، بما في ذلك الفصل الكهربائي للهلام المتدرج الذي يفسد طبيعة تفاعل البوليميراز المتسلسل كأداة جديدة واعدة للتتبع يمكن أن تزود الحشرات بوسائل بيولوجية فريدة. الباركود وبالتالي يجعل من الممكن تتبع تحركاتهم.


البحوث السلوكية للحشرات

لنا بعثة هو ترجمة الأبحاث حول السلوك والبيولوجيا الجزيئية للحشرات إلى حلول قابلة للتحقيق يمكن استخدامها لتحسين البشرية.

InsectSense له امتداد رؤية أن نكون رواد الصناعة في مجال الحلول المبتكرة القائمة على الحشرات. نعتقد أن خبرتنا الفنية وكفاءتنا ستمكننا من التفوق والازدهار في هذه الفرصة غير المستكشفة إلى حد كبير.

تأسست InsectSense كشركة لتقديم حلول تشخيصية مبتكرة أثناء جائحة Covid-19 العالمي. ومع ذلك ، فمنذ إنشائها ، أدركنا إمكاناتها الهائلة في تحقيق قيمة للصناعات الأخرى مثل الصناعات الغذائية والبيئية والصيدلانية والأمنية.

انضم إلينا في مشروعنا التكنولوجي وتعلم كيف يمكن للحشرات أن تغير عملك. اليوم!


علماء: نصف مليون نوع من الحشرات يواجه خطر الانقراض

يقول العلماء إن نصف مليون نوع من الحشرات تواجه خطر الانقراض

قال العلماء في "تحذير للبشرية" إن نصف مليون نوع من الحيوانات والنباتات على الأرض تواجه الانقراض من الحشرات ، وقد يكون اختفائها كارثيًا على البشرية.

قال بيدرو كاردوزو ، عالم الأحياء في المتحف الفنلندي للتاريخ الطبيعي والمؤلف الرئيسي لدراسة نشرت يوم الإثنين ، "إن أزمة انقراض الحشرات الحالية مقلقة للغاية".

وقال لوكالة فرانس برس "لكن ما نعرفه ليس سوى غيض من فيض".

يعد اختفاء الحشرات التي تطير ، وتزحف ، وتحفر ، وتقفز ، وتمشي على الماء جزءًا من حدث الانقراض الجماعي الجماعي ، وهو السادس فقط في آخر نصف مليار سنة.

كان آخرها قبل 66 مليون سنة ، عندما قضت صخرة فضائية شاردة على الديناصورات الأرضية ومعظم أشكال الحياة الأخرى.

هذه المرة علينا أن نلوم.

وصرح كاردوسو لوكالة فرانس برس ان "النشاط البشري مسؤول عن كل حالات انخفاض وانقراض أعداد الحشرات تقريبا".

العوامل الرئيسية هي تضاؤل ​​وتدهور الموائل ، تليها الملوثات - وخاصة المبيدات الحشرية - والأنواع الغازية.

الاستغلال المفرط - أكثر من 2000 نوع من الحشرات جزء من النظام الغذائي للإنسان - وتغير المناخ له أيضًا خسائر فادحة.

إن تدهور الفراشات ، والخنافس ، والنمل ، والنحل ، والدبابير ، والذباب ، والصراصير ، واليعسوب له عواقب تتجاوز زوالها.

قال السيد كاردوسو: "مع انقراض الحشرات ، نخسر أكثر بكثير من الأنواع".

"العديد من أنواع الحشرات تقدم خدمات حيوية لا يمكن الاستغناء عنها" ، بما في ذلك التلقيح وتدوير المغذيات ومكافحة الآفات.

- "النقاط الساخنة" للتنوع البيولوجي -

توصلت دراسة سابقة إلى أن قيمة "خدمات النظام البيئي" تبلغ 57 مليار دولار (52 مليار يورو) سنويًا في الولايات المتحدة وحدها.

على الصعيد العالمي ، تبلغ قيمة المحاصيل التي تتطلب تلقيح الحشرات ما لا يقل عن 235-577 مليار دولار سنويًا ، وفقًا للجنة علوم التنوع البيولوجي التابعة للأمم المتحدة ، والمعروفة باسم IPBES.

تعتمد العديد من الحيوانات على الحشرات الوفيرة للبقاء على قيد الحياة.

تم ربط الانخفاض الحاد في أعداد الطيور في جميع أنحاء أوروبا والولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، بانهيار أعداد الحشرات التي أهلكت بسبب استخدام مبيدات الآفات.

يقدر العلماء عدد أنواع الحشرات بنحو 5.5 مليون. تم تحديد وتسمية خمس منهم فقط.

قال السيد كاردوسو: "إن عدد أنواع الحشرات المهددة والمنقرضة يتم التقليل من شأنه بشكل مؤسف لأن الكثير منها نادر أو غير موصوف".

قامت القائمة الحمراء للأنواع المهددة بالانقراض التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة (IUCN) بتقييم حوالي 8400 نوع فقط من الحشرات من بين مليون نوع معروف بوجودها.

مات خمسة إلى 10 في المائة من جميع أنواع الحشرات منذ أن بدأ العصر الصناعي في الظهور قبل حوالي 200 عام.

تم العثور على نصف الأنواع الأصلية من النباتات والفقاريات حصريًا في حوالي ثلاثين من "النقاط الساخنة" للتنوع البيولوجي التي تغطي 2.5 في المائة من سطح الأرض.

وقالت الدراسة التي تحمل عنوان "تحذير العلماء للبشرية من انقراض الحشرات" التي نُشرت في مجلة Conservation Biology ، "من المحتمل أن تؤوي هذه النقاط الساخنة نسبة مماثلة من أنواع الحشرات المتوطنة".

قبل ربع قرن أصدر علماء الحفظ "تحذيرًا للبشرية" بشأن انهيار الطبيعة. في عام 2017 ، أصدروا تحذيرًا ثانيًا وقعه 15000 عالم.

نُشرت الدراسة الجديدة ، التي تحمل عنوان "تحذير العلماء للبشرية من انقراض الحشرات" ، في مجلة Conservation Biology.

(لم يتم تحرير هذه القصة بواسطة طاقم NDTV ويتم إنشاؤها تلقائيًا من موجز مشترك.)


النقاش العام مفقود

يهدف البرنامج إلى تطوير الحشرات الناقلة للفيروسات التي تصيب المحاصيل. بمساعدة أداة تحرير الجينوم Crispr-Cas ، يمكن للفيروسات تعديل جينومات النباتات.

في البيانات العامة ، تؤكد DARPA أن التطورات الناتجة عن برنامج الحلفاء مخصصة للاستخدام الزراعي الروتيني ، على سبيل المثال لحماية المحاصيل من الجفاف أو الصقيع أو الفيضانات أو المبيدات الحشرية أو الأمراض. ومع ذلك ، فإن معظم البلدان التي تستخدم مثل هذه التكنولوجيا تتطلب تغييرات شاملة في عمليات الموافقة على الكائنات المعدلة وراثيًا. سيتأثر المزارعون ومنتجو البذور وعامة الناس أيضًا بشكل كبير باستخدام مثل هذه الأساليب. "لا يكاد يوجد أي نقاش عام حول العواقب بعيدة المدى لاقتراح تطوير هذه التكنولوجيا. يقول جاي ريفز من معهد ماكس بلانك للبيولوجيا التطورية في بلون إن برنامج الحلفاء غير معروف إلى حد كبير ، حتى في دوائر الخبراء.

ومع ذلك ، يعتقد العلماء والباحثون القانونيون من بلون وفرايبورغ ومونبلييه أن هناك حاجة ماسة إلى نقاش اجتماعي وعلمي وقانوني واسع حول هذه القضية. من بين المخاوف الأخرى ، هناك رأيهم ، أنه لم يتم تقديم أسباب مقنعة من قبل DARPA لاستخدام الحشرات كوسيلة غير خاضعة للرقابة لنشر الفيروسات الاصطناعية في البيئة. علاوة على ذلك ، يجادلون بأن نتائج برنامج الحلفاء يمكن استخدامها بسهولة أكبر في الحرب البيولوجية مقارنة بالاستخدامات الزراعية الروتينية. يوضح ريفز: "من الأسهل جدًا قتل أو تعقيم النبات باستخدام التعديل الجيني بدلاً من جعله مبيدًا للأعشاب أو مقاومًا للحشرات". بالنظر إلى هذه الاهتمامات وغيرها التي تم توضيحها في علم المادة ، فإن برنامج DARPA يخاطر بأن يُنظر إليه على أنه برنامج غير مبرر للأغراض السلمية ، كما هو مطلوب وفقًا لاتفاقية الأسلحة البيولوجية. وهذا بدوره قد يؤدي إلى قيام دول أخرى بتطوير أسلحتها الخاصة في هذا المجال.

في القانون الدولي ، العامل الحاسم هو ما إذا كان برنامج البحث البيولوجي يخدم الأغراض السلمية حصريًا. تُلزم اتفاقية الأسلحة البيولوجية ، التي تضم أكثر من 180 دولة طرفا فيها ، جميع الأطراف بعدم تطوير أو إنتاج عوامل أو تكسينات من أنواع أو بكميات "ليس لها أي مبرر لأغراض الوقاية أو الوقائية أو الأغراض السلمية الأخرى" تحت أي ظرف من الظروف. بالإضافة إلى ذلك ، تحظر الاتفاقية تطوير أو إنتاج "أسلحة أو معدات أو وسائل إيصال مصممة لاستخدام مثل هذه العوامل أو السموم لأغراض عدائية أو في نزاع مسلح". يجادل المؤلفون بأن الحشرات المستخدمة في إيصال العوامل الفيروسية قد يُنظر إليها على أنها وسيلة إيصال بموجب الاتفاقية.


أعداد الحشرات في تناقص

وفقًا لمقال نشرته صحيفة الغارديان ، فإن أكثر من 40٪ من أنواع الحشرات آخذة في التدهور ، وحوالي ثلثها مهددة بالانقراض. انخفضت وفرة الحشرات في ألمانيا بأكثر من 75٪ خلال 27 عامًا. انخفضت الكتلة الحيوية للحشرات في بورتوريكو من 10 إلى 60 ضعفًا منذ السبعينيات.

يعتقد العلماء أن فقدان الموائل واستخدام المبيدات الحشرية وتغير المناخ تلعب دورًا في تدهور الحشرات. وجدت دراسة حديثة أن فقدان الموائل الناجم عن تحويل الأرض إلى زراعة مكثفة هو أحد الأسباب الرئيسية لتراجع الحشرات.

مزارع تايلاندي يرش مبيدات حشرية في حقل الأرز. رصيد الصورة: PublicBox / Shutterstock.com

تقتل المبيدات الحشرية الحشرات ، لكنها قد تقتل أيضًا تلك التي تعود بالنفع على الزراعة. تم ربط مبيدات حشرية معينة ، مثل مبيدات النيونيكوتينويد ، بانخفاض النحل في جميع أنحاء العالم.

الحشرات حساسة للتغيرات البيئية. وجدت دراسة نشرت في Global Change Biology أن الحشرات لن تكون قادرة على الهروب من آثار تغير المناخ. تدعي أن المناخ المتغير من شأنه أن يتسبب في أن تصبح الحشرات غير متزامنة مع العالم الطبيعي ، وبالتالي يكون لها عواقب وخيمة. وجد تقرير أنه إذا اقتصرت درجات الحرارة العالمية على 1.5 درجة مئوية ، فإن 6٪ فقط من الحشرات ستتأثر. ومع ذلك ، إذا ارتفعت درجات الحرارة إلى 3.2 درجة مئوية فوق المتوسط ​​، فقد تفقد 49٪ من الحشرات أكثر من نصف نطاقاتها الجغرافية.


هل النموذج الأساسي كافٍ لتفسير سلوك الحشرات؟

كنت قد ... خلال سنوات عديدة ، اتبعت قاعدة ذهبية ، وهي أنه كلما تم نشر حقيقة ما ، صادفتني ملاحظة أو فكرة جديدة ، والتي عارضتها نتائجي العامة ، لتقديم مذكرة بها دون فشل وعلى الفور بالنسبة لي من خلال التجربة أن مثل هذه الحقائق والأفكار كانت أكثر استعدادًا للهروب من الذاكرة من الأفكار المواتية. تشارلز داروين ، إن السيرة الذاتية لتشارلز داروين، حرره نورا بارلو (1958).

انطلاقاً من روح إستراتيجية داروين ، فإن هدفي في الجزء المتبقي من هذه المراجعة هو فحص الأدلة التجريبية لملاحة الحشرات التي يبدو أنها تتعارض مع النموذج الأساسي ، أو تتطلب بعض التوسعات المهمة له. على هذا النحو ، لن تغطي المراجعة التالية العديد من الدراسات التي تدعم أو تحقق بشكل عام من PI والذاكرة المتجهة وذاكرة العرض ، ولكنها ستركز بدلاً من ذلك على الملاحظات الرئيسية التي قد تشير إلى تفاعل هذه المكونات في شكل يشبه إلى حد كبير نوع الخريطة من خلالها يمكن إنجاز التخطيط. تحذير واحد: بالنسبة لبعض البيانات التي ستتم مناقشتها ، قد يختلف تفسيري عن المؤلفين ، أو ربما قام المؤلفون بعد ذلك بتغيير تفسيرهم ، يجب استشارة أعمالهم الحديثة إذا لزم توضيح وجهات نظرهم.

قد تستخدم الحشرات ذاكرة العرض لتصحيح تكامل المسار

الافتراض الأساسي في SLAM الروبوتي هو أن الروبوت قادر على تصحيح الخطأ التراكمي في تقدير الموقع الخاص به من خلال الحفاظ في نفس الوقت على أقصى قدر ممكن من الاتساق مع خريطة المعالم ، أو بعبارة أخرى ، تقليل عدم اليقين بشأن كليهما. يحدث هذا بشكل أكثر لفتًا للانتباه في إغلاق الحلقة ، عندما يتعرف الروبوت على موقع زاره سابقًا في رحلته (عندما كان عدم اليقين المتراكم في الحركة الذاتية أقل) وبالتالي يكون قادرًا على تقليل عدم اليقين في المسار المتداخل بأكمله (Bailey و Durrant-Whyte ، 2006 أ). يبدو من الممكن أن الحشرات قد تستفيد من نفس الاستراتيجية لتحسين دقة PI بالرجوع إلى محيط مألوف أو حتى لإعادة ضبط PI في المواقع المعترف بها (على سبيل المثال كما تم تنفيذه في نموذج "النمل الاصطناعي" لماثيوز وآخرون ، 2009 ، 2010). يُقترح صراحة أن استخدام هذا الإصلاح المتعلق بالتضاريس لتصحيح خطأ PI التراكمي هو وظيفة مهمة في الخريطة المعرفية بواسطة Gallistel (1990).

في النمل ، إجراء مباشر نسبيًا لقراءة الحالة الحالية لمتكامل المسار ، ودقته ، هو نقل النملة بشكل سلبي إلى موقع جديد (لإزالة تأثير ذكريات الرؤية) ومراقبة الاتجاه والمسافة التي قطعتها من قبل. بدء البحث والانتشار اللاحق للبحث (مثل Merkle and Wehner، 2010 Wehner and Srinivasan، 2003). يمكن القيام بذلك ، على سبيل المثال ، بعد التدريب المتكرر على المسار للبحث عن دقة محسنة (Cheng et al. ، 2006 Narendra et al. ، 2007) بعد أن مرت النملة بالإشارات المرئية الخارجية المعتادة التي تحولت من مواضعها الأصلية للبحث عن التعديل (Collett et al. ، 2003) أو بعد النقل المباشر من وحدة التغذية إلى العش والتجربة اللاحقة لمجموعة كاملة من الإشارات البصرية والشمية المتعلقة بالعش (Knaden and Wehner ، 2006). هذه الإجراءات لا تخلو من المحاذير. قد يؤثر عدم وجود إشارات مألوفة في حد ذاته على مسافة السفر (Narendra، 2007a) ، أو عند اختباره في قناة لمنع العروض الخارجية ، قد يؤثر التعرّف البصري على الحيوان ليركض لمسافة أبعد (Bolek and Wolf، 2015 Schwarz et al.، 2012) . ومع ذلك ، عند أخذ هذه النتائج في ظاهرها ، هناك إجماع عام (Collett and Collett، 2006 Wehner and Rössler، 2013) على أن النمل لا يصحح أو يعيد ضبط نظام PI الخاص به في أي مكان آخر غير العش ، وبالفعل ، يتطلب ناقل المنزل الدخول الفعلي للعش ، وليس مجرد تجربة هذه البيئة المرئية المألوفة (Knaden and Wehner ، 2006). ومع ذلك ، يظل من الممكن أنه على الرغم من عدم استخدامه لإعادة تعيين PI ، إلا أن النمل يشكل (ويستخدم في بعض السياقات الأخرى ، انظر أدناه) ارتباطات بين وجهات النظر و PI. وبالتالي ، لا يبدو أن هذا الدليل السلبي كافٍ لوحده لاستنتاج (Collett et al. ، 2013) أنه ليس لديهم خريطة.

في النحل ، قد يكون الاختبار أكثر صعوبة بسبب القيود الفنية لمتابعة رحلة النحل في الظروف العادية ، وفي التحكم في تجربتهم البصرية. على هذا النحو ، فإن غالبية التجارب السابقة قد قدرت فقط اتجاه الاتجاه الأولي الذي اتخذته النحلة التي يُفترض أنها تستخدم حالة PI الخاصة بها للسفر إلى المنزل ، و / أو لاحظت ما إذا كانت قد وصلت هناك ومتى. في الآونة الأخيرة ، قدمت البيانات التي تستخدم تتبع الرادار معلومات أكثر وضوحًا (Capaldi et al. ، 2000 Riley et al. ، 1996 ، 2005). بدلاً من ذلك ، يمكن تدريب النحل على الطيران عبر مساحة أصغر يتم التحكم فيها (سرينيفاسان وآخرون ، 1996) ، لكن هذه الأنفاق توفر معلومات فقط عن مكون المسافة في حالة PI. لقد قيل على أنه حقيقة أن "نحل العسل ، أبيس ميليفيرا، استخدم المعالم لتقليل أخطاء قياس المسافات أثناء رحلات البحث عن الطعام عن طريق إعادة تعيين أداة تكامل المسار كلما ظهرت إشارات المعالم [هكذا] في الأماكن التي يتوقع ظهورها فيها "(Merkle and Wehner ، 2008) ، ومع ذلك ، فإن الأدلة تبدو محدودة نوعًا ما. سرينيفاسان وآخرون. (1997) وجد أن عرض توزيع البحث في أنفاق نحل العسل التي تعبر الأنفاق يزداد مع المسافة المقطوعة ، ولكن يتم تقليله إذا تم توفير معلم بارز ، واستنتج أن "النحل يعاود حساب المسافة عندما يجتاز معلمًا بارزًا". في Chittka et al. (1995) ، تم تدريب النحل في بيئة خالية من الملامح نسبيًا على وحدة تغذية بها معلم بارز واحد قريب (انظر الشكل 6 أ). إذا تم نقل كل من المعلم والمغذي ، بما في ذلك الدوران بالنسبة للسماء / التضاريس ، بعد نقل وحدة التغذية ، فإن النحل سيغادر على محمل بوصلة PI المقابل لموقع وحدة التغذية الأصلي ، كما لو تم تصحيح PI. الأهم من ذلك ، نظرًا للدوران ، لا يمكن تفسير هذا الاتجاه على أنه توجيه اتجاهي بواسطة المعلم ، على الرغم من أنه لا يزال من الممكن أن تلعب المكونات الدقيقة الأخرى للعرض دورًا. على النقيض من ذلك ، في Menzel et al. (1998) ، تم نقل النحل من مغذي مألوف إلى آخر في اتجاه ناقل المنزل المتراكم إلى الموقع الأول ، دون إظهار أي تحديث PI.

مخططات النماذج التجريبية التي تبحث في ارتباط المتجهات ووجهات النظر. (أ) هل يمكن للمشاهدات تحديث PI (Chittka and Geiger ، 1995)؟ (Ai) يتم تدريب النحل من عش (N) إلى وحدة تغذية (F) ومعلم (مستطيل). (Aii) يتم تهجير كل من وحدة التغذية والمعالم وتدويرها. عندما يعثر النحل على وحدة التغذية ، فإنه يغادر في اتجاه متجه المنزل الأصلي (أسود) ، وليس باستخدام PI (أحمر) أو محاذاة معلم (برتقالي). (ب) هل يمكن إعادة تحميل PI المطابق لعرض ما (Menzel et al. ، 2005)؟ يتم تهجير النحل المدرب من وحدة التغذية ، ويطير من ناقل منزله ، ثم يسلك طريقًا جديدًا إلى وحدة التغذية (أسود). من المفترض أنهم يستعيدون إحداثيات PI المرتبطة بالمكان أثناء رحلات الاستكشاف السابقة ، ويستخدمون الآن فرق ناقل PI-food للانتقال إلى الغذاء. (C) هل يمكن لـ PI عرض الذاكرة الأولية (Bregy et al. ، 2008)؟ (Ci) يتم تدريب النمل على عش له معلم بارز. (Cii) في عمليات الإرجاع اللاحقة ، من المرجح أن يتجهوا نحو المعلم إذا ظهر بالقرب من موقع PI الصحيح. (د) هل توجد نواقل محلية (ليج وآخرون ، 2010)؟ (دي) يتم تدريب النمل على الالتفاف عبر مخرج واحد من الساحة. (Dii) تم اختبارها من وحدة التغذية ، وهي تتبع نفس الاتجاه "المحلي" بالنسبة إلى السماء ، وليس المعالم أو PI. (هـ) هل توجد ذاكرة متسلسلة (Collett et al. ، 1993)؟ (هـ) يتم تدريب النحل في متاهة لاختيار المحفز أ على ب ، ثم د على ج (تتنوع الجوانب عشوائيًا). (Eii ، iii) بالنظر إلى الاختيار بين A و D ، يعتمد التفضيل على مكان تقديم المحفزات في التسلسل.

مخططات النماذج التجريبية التي تبحث في ارتباط المتجهات ووجهات النظر. (أ) هل يمكن للمشاهدات تحديث PI (Chittka and Geiger ، 1995)؟ (Ai) يتم تدريب النحل من عش (N) إلى وحدة تغذية (F) ومعلم (مستطيل). (Aii) يتم تهجير كل من وحدة التغذية والمعالم وتدويرها. عندما يعثر النحل على وحدة التغذية ، فإنهم يغادرون في اتجاه متجه المنزل الأصلي (أسود) ، وليس باستخدام PI (أحمر) أو محاذاة معلم (برتقالي). (ب) هل يمكن إعادة تحميل PI المطابق لعرض ما (Menzel et al. ، 2005)؟ يتم تهجير النحل المدرب من وحدة التغذية ، ويطير من ناقل منزله ، ثم يسلك طريقًا جديدًا إلى وحدة التغذية (أسود). من المفترض أنهم يستعيدون إحداثيات PI المرتبطة بالمكان أثناء رحلات الاستكشاف السابقة ، ويستخدمون الآن فرق ناقل PI-food للانتقال إلى الغذاء. (C) هل يمكن لـ PI عرض الذاكرة الأولية (Bregy et al. ، 2008)؟ (Ci) يتم تدريب النمل على عش له معلم بارز. (Cii) في عمليات الإرجاع اللاحقة ، من المرجح أن يتجهوا نحو المعلم إذا ظهر بالقرب من موقع PI الصحيح. (د) هل توجد نواقل محلية (ليج وآخرون ، 2010)؟ (دي) يتم تدريب النمل على الالتفاف عبر مخرج واحد من الساحة. (Dii) تم اختبارها من وحدة التغذية ، وهي تتبع نفس الاتجاه "المحلي" بالنسبة إلى السماء ، وليس المعالم أو PI. (هـ) هل توجد ذاكرة تسلسلية (Collett et al. ، 1993)؟ (هـ) يتم تدريب النحل في متاهة لاختيار المحفز أ على ب ، ثم د على ج (تتنوع الجوانب عشوائيًا). (Eii ، iii) بالنظر إلى الاختيار بين A و D ، يعتمد التفضيل على مكان تقديم المحفزات في التسلسل.

إن التنبؤ الذي يبدو واضحًا والذي يمكن اختباره هو أن PI المصحح بواسطة المعالم يجب أن يكون أكثر دقة بالنظر إلى الإشارات المرئية الأكثر ثراءً أو الأكثر تميزًا. ومع ذلك ، إذا كان تقدير السرعة يعتمد على التدفق البصري (سرينيفاسان ، 2014) ، فقد يكون تقدير المسافة نفسه أكثر دقة في هذه الظروف ، وقد تعمل المعالم الثابتة في البيئة كإشارات بوصلة إضافية أو تسمح بحساب السرعة الزاوية بدقة أكبر ، إنتاج PI أكثر دقة. من المهم ملاحظة أن بعض إصدارات SLAM تعمل بشكل أساسي بهذه الطريقة ، باستخدام المعالم الحالية لتحسين التقدير الفوري للحركة الذاتية ولكن لا يتم تخزين هذه المعلومات في الخريطة (Bailey and Durrant-Whyte، 2006b).

إذا كانت حالة تكامل المسار تساوي صفرًا ، فقد تستخدم الحشرات ذاكرة العرض لإعادة تحميل حالة تكامل المسار السابقة

قد لا تستخدم الحشرات وجهات النظر لتصحيح PI بشكل مستمر ، ولكن قد يكون لديها القدرة على القيام بذلك في ظروف معينة: على وجه التحديد ، عندما تتبع ناقلها المنزلي ، تترك PI عند الصفر ، لكنها لا تجد نفسها في المنزل. إذا واجهت الحشرة محيطًا مرئيًا تم اختباره سابقًا في حالة PI معينة ، فقد يكون من المفيد إعادة تحميل تلك الحالة واستخدامها للعثور على منزل. في تجربة Menzel et al. (1998) ، فإن النحل المنقول من العش إلى إحدى المغذيتين سيأخذ اتجاه PI المناسب إلى المنزل من كل منهما ، ويتم شرح السلوك على أنه "[النحل] يربط متجهًا منزليًا إلى بصري معين مشهد في موقع التغذية ". إذا كانت هذه قدرة عامة (أي أن جميع المواقع أو العروض التي تم اختبارها سابقًا يمكن أن تستحضر إحداثيات المتجهات ذات الصلة) ، فإن تمثيل الحشرة للفضاء سيكون مكافئًا لـ SLAM الآلي. بدلاً من ذلك ، ربما فقط المواقع التي تم فيها تخزين ذاكرة متجه ، على سبيل المثال مواقع الغذاء ، يمكن أن تستحضر ذاكرة النواقل ذات الصلة. ستظل هذه خطوة قوية نحو الخريطة المعرفية لأنها تضم ​​وجهات نظر مألوفة في نظام تنسيق المتجهات.

لاحظ أنني هنا لا أناقش احتمال أن تسترد الحشرات `` ناقلًا محليًا '' يوفر بعض التوجيه الفوري على طول مسار مألوف (انظر أدناه) ، ولكن بدلاً من ذلك ، في ظل ظروف معينة ، يقومون بالفعل بإعادة تعيين نظام PI الرئيسي الخاص بهم إلى -صفر متجه المنزل. على هذا النحو ، يتم توفير أحد أشكال الأدلة المضادة من خلال التجارب التي يتم فيها ملاحظة حشرة صفرية النواقل أو حثها على التحرك بعيدًا عن بعض الاتجاه ، ولكنها بعد ذلك تكون قادرة على العودة إلى الموقع الذي بدأت منه هذه الحركة ، مما يشير إلى أن PI الرئيسي لها في الحقيقة كانت تعمل كما لو أنها تبدأ من الصفر وقد شوهد هذا في النمل (Knaden and Wehner ، 2005 Wehner et al. ، 1996) والنحل (Riley et al. ، 2005). أظهر Andel and Wehner (2004) أن النملة التي نزحت من العش ستتبع وجهات نظر مألوفة للوصول إلى المنزل بينما تتراكم متجهًا منزليًا في الاتجاه المعاكس ، وسوف تعبر عن المتجه عند نقلها إلى مكان غير مألوف.

اتجاه العودة إلى المنزل الذي اتخذته حشرة صفرية النواقل من موقع مألوف ليس دليلاً كافياً على إعادة تحميل حالة PI [انظر على سبيل المثال Collett (1996) للمناقشة المبكرة لهذه النقطة] حيث يمكن تفسير الاتجاه من خلال المحاذاة لعرض المنزل المخزن في هذا الموقع (الشكل 2D). في الواقع ، كما لاحظ Cheung et al. (2014) في نقدهم لـ Cheeseman et al. (2014) ، فإن أي تفسير يشير إلى أن النحلة يمكنها استخدام ذاكرة عرض ميزات التضاريس للتعرف على "مكانها" وبالتالي إعادة تحميل ناقل يجعل من الصعب استبعاد أن النظرة نفسها (دون أي إشارة إلى المتجهات) تمثل التوجيه الاتجاهي .

وبالتالي ، فإن الدليل القوي على إعادة تحميل حالة PI عند بدء العرض يتطلب أن يتحرك الحيوان في مكان مألوف في اتجاه يتوافق مع إعادة تحميل حالة PI ولكنه غير متوافق مع محاذاة العرض. لوحظ مثال محتمل في التجربة الموصوفة في Menzel et al. (2005). تم تدريب النحل على موقع التغذية ، وتم القبض عليه عند مغادرة العش أو مغادرة وحدة التغذية ونقله بشكل سلبي إلى موقع بعيد عن العش أو وحدة التغذية ، ولكن قد يقع ضمن تجربة طيران التعلم السابقة. لوحظ أن النحل الذي تم نقله من وحدة التغذية لوحظ أنه يطير أولاً على طول ناقل منزله (لذلك يجب أن يكون PI قريبًا من الصفر) ، ثم يقوم بالبحث ، ولكن في مرحلة ما يتحول إلى اتخاذ مسار موجه ، حيث يطير البعض إلى المنزل بينما يتجه البعض الآخر مباشرةً نحو وحدة التغذية (الشكل 6 ب). يبدو أنه لا يمكن الحصول على رحلة موجهة نحو التغذية إلا من خلال الجمع بين متجه منزلي معاد تحميله (حالة PI للعرض الحالي ، تم الحصول عليها أثناء رحلة التعلم) ونية متجددة لمتابعة ذاكرة متجه العش - المغذي ، كما هو موجود لا يوجد سبب لتعلم النحل طريقًا مرئيًا من هذا الموقع إلى وحدة التغذية. تم اقتراح أنه بدلاً من ذلك ، قد يكون اتجاه النحل بمثابة حل وسط بين اتجاه المنزل الذي يحركه العرض واتجاه وحدة التغذية المدفوعة بالذاكرة المتجهة (Cruse and Wehner ، 2011) ، لكن هذا يتطلب تنشيطًا متزامنًا للذكريات من حالات تحفيزية متضاربة ، والتي لا ينبغي أن يكون ممكنًا داخل النموذج الأساسي. ومع ذلك ، فمن المدهش أن النحل الذي تم أخذه للخروج من العش (وبالتالي بدون نواقل ودوافع غذائية) لم يُلاحظ أنه يأخذ اختصارات إلى مواقع التغذية [انظر أيضًا تقارير مماثلة في Menzel et al. (1996) لنحل عديم النواقل يفشل في اتخاذ اختصارات موجهة للمغذي]).

يأتي خط آخر من الأدلة على وجهات النظر التي تستحضر معلومات المتجهات من ملاحظات النحل الذي يبحث عن الطعام في ظل ظروف ملبدة بالغيوم وينتج رقصات تشير إلى أنهم استخدموا ذاكرة لعلاقة العرض ببوصلة السماء (التي لم تعد قابلة للملاحظة) لتقدير اتجاه المغذي إلى العش ( داير وجولد ، 1981). أكدت تجربة المتابعة التي أجراها تاون وموسكريب (2008) أن النحل اكتشف فقط اتجاه التغذية بعد دوران المعالم ومع السماء الملبدة بالغيوم ، ووجدت أن رقصات النحل كانت متوافقة مع الاتجاه السابق للسماء إلى المعالم. على الرغم من أن هذه النتائج لا تتناول معلومات المسافة ، وبالتالي تقصر عن إثبات أن العروض مرتبطة بإحداثيات PI ، إلا أنها تشير مع ذلك إلى وجود بعض التضمين لذكريات الرؤية داخل محاور نظام المتجه ، أو العكس.

إن حالة ناقل المنزل قد "تستدعي" استدعاء وجهات نظر محددة

قد يكون السطر البديل من الأدلة على ارتباطات عرض المتجهات هو ما إذا كانت حالة PI قادرة على استعادة ذاكرة وجهة النظر المقابلة ، وبالتالي تغيير احتمالية تأثر الحيوان بها. على سبيل المثال ، Wehner et al. (1996) لاحظ أنه من المرجح أن يبحث النمل عن المعالم المرئية التي مروا بها حول عشهم كلما اقترب نظام PI الخاص بهم من العش [انظر أيضًا الشكل 6C ، Bregy et al. (2008) ، وعن إشارات العش الشمية ، Bühlmann et al. (2012)]. ومع ذلك ، تصبح معلومات اتجاهات PI أقل موثوقية بشكل تدريجي حيث يصبح ناقل المنزل أقصر ، وبالتالي قد تكتسب المشاهدات تأثيرًا أقوى إذا كانت النملة تجمع بين مصدري المعلومات (Legge et al.، 2014 Wystrach et al.، 2015). بشكل عام ، يمكن تفسير التصرف بشكل مختلف عن وجهة نظر مألوفة عندما تكون في حالة PI متضاربة (على سبيل المثال ، النمل عديم النواقل ينتج المزيد من عمليات المسح على طول طريق مألوف Wystrach et al. ، 2014) من حيث الصراع أو التسوية في مراحل الإخراج السلوكية السيطرة (انظر مرة أخرى Hoinville and Wehner ، 2018). ومع ذلك ، فإن إمكانية وجود بعض مثل هذا الارتباط ، لإزالة الغموض أو منع التداخل بين ذكريات العرض ، لا يزال يُقترح في كثير من الأحيان (على سبيل المثال Freas et al. ، 2017).

يأتي سطر واحد من الأدلة من الأمثلة التي يتم فيها إطلاق الحشرات التي تحمل ناقلًا منزليًا في محيط غير مألوف. في Narendra (2007b) ، لوحظ أن النمل في التضاريس غير المألوفة سوف يتبع فقط حوالي 50 ٪ من طول ناقل منزلهم قبل البدء في البحث. بشكل أكثر تحديدًا ، يبدو أن هذا يعتمد على الموائل ، حيث يقل احتمال أن يكمل النمل الذي يتغذى عادةً في تضاريس أكثر تشوشًا في ظل هذه الظروف ، في حين أن تلك المستخدمة في البيئات الأكثر انفتاحًا هي أكثر عرضة لتشغيل طول PI بالكامل (Bühlmann et al. . ، 2011 Cheng et al. ، 2012). قد يبدو أن هذه النتائج تشير إلى أن النمل لديه على الأقل بعض التوقعات بشأن الآراء التي سيشهدها بعد الرحلات المتكررة على طول الطريق ، إن لم يكن توقعًا مرتبطًا بشكل مباشر بحالة PI. إن النموذج الذي يرجح الإشارات عن طريق اليقين من شأنه أن يتنبأ بأن الافتقار إلى وجهات النظر المألوفة يجب أن يعزز نسبيًا ، وليس إضعاف ، تأثير PI.

يبدو أنه يمكن تدريب النحل على اتخاذ خيارات بصرية مختلفة اعتمادًا على حالة PI (Menzel et al.1996). في سرينيفاسان وآخرون. (1999) ، تم تدريب النحل على استخدام الفتحة اليسرى للمغذي عندما يكون على مسافة قصيرة من مدخل النفق ، والفتحة اليمنى عندما تكون على مسافة أطول تم تمييز كل فتحة بصريًا عن طريق خطوط قطرية عند نقطة معينة اتجاه. بالإضافة إلى القدرة على اتخاذ القرار الصحيح في كل مسافة ، عند اختباره في مواقع بين هذه المسافات ، كان تردد الاختيار مرتبطًا خطيًا بالمسافة ، على سبيل المثال مع تفضيل متساوٍ لكل جانب عندما يكون المغذي في منتصف المسافة بين مواقع التدريب. إذا تم التخلص من إشارات التدفق البصري ، مما يجعل تحديد المسافات أكثر صعوبة ، فإن القدرة على التمييز بين ظروف الاختيار القريبة والبعيدة تقل.

إن تمهيد وجهات النظر بواسطة النواقل سيظهر بشكل مقنع للغاية إذا استخدم النحل معلومات الرقص - التي تكون في شكل ناقل - لفهرسة ذكريات آرائهم. تم المطالبة بهذه النتيجة بالنسبة للنحل الذي تم تدريبه على وحدة تغذية موجودة في قارب تم نقله تدريجياً بعيدًا عن الشاطئ. تم الإبلاغ عن عدم قيام النحل المجند بأي محاولة لمتابعة النواقل المشار إليها برقص العلف إلى موقع الطعام "المستحيل" في وسط البحيرة (جولد ، 1990). However, a more recent replication reports that recruit bees will indeed follow the dance and leave the nest in search of food (Wray et al., 2008). Consistent with this, Menzel et al. (2011) (see also Riley et al., 2005) noted that recruit bees displaced when leaving the nest have not, as yet, been observed to move directly towards the correct feeder location (as might be thought possible if the vector from the dance is treated as indicating a location in their map), but rather will fly along the vector direction and distance indicated by the dance, regardless of the familiar visual terrain.

View memories can have associated local vectors

Until recently, a widespread assumption in insect navigation research was that insects combine their ‘global’ PI vector guidance with a set of ‘local’ vectors, in which a particular salient location [e.g. a feeder but also potentially a path junction or a ‘panoramic and behavioural context’ (Collett and Collett, 2009)] evokes the direction and distance to be travelled for the next segment of its route, using the celestial compass and odometry, but independent of the PI state (Collett and Collett, 2015). However, recognising that simple view alignment might explain much of the earlier ‘local vector’ evidence, recent reviews (e.g. Collett et al., 2013) and models (e.g. Hoinville and Wehner, 2018) do not include local vectors.

For example, potentially striking evidence for a local vector is given by the training procedure from Collett et al. (1998), where ants were required to travel 8 m north across open ground to the entrance of a buried channel, then make a right-angle turn and travel 8 m along the channel to reach the feeder. The base model vector memory mechanism would predict that ants in this situation should attempt to take the direct (diagonal) route to the feeder, as this would reflect the PI state stored at the feeder. The alternative assumption is that gradual training established an indirect outwards route guided by view memory alone. The ants were tested in a new location using a return channel of different length and/or orientation. Local vectors were evidenced by zero vector ants tending to take a southbound direction on exiting the channel. Direct guidance by the view was discounted on the basis that the ants were in a novel location, and the buried channel was not visible once they had exited, although it was assumed rather than fully established that there were no usable panoramic cues. In Collett and Collett (2009), manipulation of distant visual cues, thought to be negligible, affected execution of local vectors.

Clearly, directional evidence for a local vector would be most be compelling if the direction taken is with respect to the celestial direction where this is actually competing with the view direction, or if for some other reason, direct guidance by the view can be definitively discounted. Some evidence for this is also provided in Collett et al. (1998), for ants that were trained on a path through a corridor of cylinders. When the corridor was subsequently rotated with respect to the sky, ants would start along the corridor, but, either at the exit or earlier, would deviate to follow the original compass direction. Legge et al. (2010) trained ants to take an initial detour vector direction from a feeder towards the exit of a surrounding arena, before turning towards the nest. Zero-vector ants placed back at the feeder took the same initial path, even when conspicuous visual cues around the exit were moved to different orientations (Fig. 6D). Ants were also observed to depart most often in the correct direction from a symmetric landmark array (Bisch-Knaden and Wehner, 2003). The local vector direction taken by ants in Bisch-Knaden and Wehner (2001) appears not to depend on either the sky or the view, but to be relative to the previous direction taken by the ant, as it emerged from behind a barrier that had been rotated relative to the sky, and was no longer visible. This suggests some form of motor memory might be an additional component of the navigation system, particularly on well-practiced routes.

Alternative evidence of a local vector may come from showing its control over distance. Srinivasan et al. (1997) observed that bees produced a broader search pattern for a feeder location in a tunnel if a landmark along the route, present in training, was removed (note an alternative interpretation is that this provides evidence for views being used to correct PI). Collett et al. (2002) found that bees' search for the feeder was relative to the latest passed landmark rather than distance travelled from the nest. However, in Collett and Collett (2009), they note that in both these experiments, the landmark taken to trigger a local vector that guides the bee to the feeder may have been visible to the bee in the feeder location, and hence formed part of a snapshot memory of the feeder location.

Knaden et al. (2006) trained ants in channels with U -turns, such that an assumed local vector from the food to the junction would overshoot the location of the nest provided by PI. Ants subsequently tested in a new straight test channel ran the first segment of their route and appeared to search for the U -turn location, most strikingly, taking the direction opposite to that indicated by PI in one scenario. A recent experiment reported by Fernandes et al. (2015) also trained ants in channels to feeders at different distances and directions. Ants subsequently taken from the nest and given food behaved (in a test channel) as though following a recalled vector from the feeder to the nest, by travelling in the corresponding direction and for the approximate distance. Although interpreted in terms of local vectors, this result might alternatively be seen as support for the reloading of a PI state (see above) triggered by encountering food.

Views could be linked in topological sequences

A surprisingly strong claim from the base model's familiarity mechanism for view memory (Ardin et al., 2016a Baddeley et al., 2011, 2012) is that no location, orientation or sequence information is needed. This stands in contrast, for example, to the assumption in Zhang et al. (1999, p. 180): ‘If an insect is to make use of such stored images for navigation, it must know, at each stage of its journey, which image to expect next’. If insects store ordered links between individually identifiable views, this introduces topological information that could form the basis of flexible planning between arbitrary locations. If the linkage is by local vectors (see previous section) that have allothetic direction and distance information, this starts to resemble a centralised map. Topological linkage is often treated as a weaker assumption than a geometric map, e.g. in Menzel and Mueller (1996): ‘one can get from A to B via C and D (using instructions such as ‘look for C after B’ or by passing a sequence of similar landmarks), without having access to the complete arrangement of these positions [a map] at any point in the journey’. But for insects it might be more parsimonious to assume they can learn vector–view associations (forming a geometric map) rather than topological connections.

There is some evidence for sequence memory in insects. Bees have been shown able to execute a sequence of motor memories to navigate a maze [honeybees (Zhang et al., 2000) bumblebees (Mirwan and Kevan, 2015)], and may even persist in this sequence of manoeuvres when barriers are removed (Collett et al., 1993). Landmark counting – where bees trained on a course with several similar landmarks on the way to the goal subsequently search after passing the usual number of landmarks, which have been moved either closer together or further apart (Chittka and Geiger, 1995 Dacke and Srinivasan, 2008a but see also Menzel et al., 2010) – might also be considered a form of sequence memory. Stronger evidence comes from preference choices (Fig. 6E), which can be altered by where they appear in a sequence relative to training (Chameron et al., 1998 Collett et al., 1993 Schwarz et al., 2012), or by a preceding, no longer visible cue (Beugnon and Macquart, 2016 Zhang et al., 1999). Judd and Collett (1998) present evidence for wood ants storing several retinotopic template memories when learning the approach to a feeder, selecting which one to match according to how far they are along their journey, but the behaviour can be modelled without assuming a sequence (Wystrach et al., 2013). Riabinina et al. (2011), in extensive well-controlled tests, were unable to establish a sequence-priming effect in wood ants.

Evidence against sequence memory being important for ants is provided by their ability to join a route when crossing it in an arbitrary place (Kohler and Wehner, 2005 Mangan and Webb, 2012). Wystrach et al. (2011) found that interchanging the positions of landmarks along a familiar route produced increased turns and meanders by ants, but note that this could be explained by changes in the panoramic views formed by the combination of the landmarks and the surrounding environment. In contrast, as discussed in Graham and Mangan (2015), ants' behaviour with respect to views cannot be completely explained by their immediate influence. For example, ants that have already followed a visual route home but are immediately displaced back to the start of their route will behave differently to ants in the same PI state that have not just traversed the route (Collett, 2014), suggesting that recent experience of a view alters future behaviour towards it.


Biology II

According to research, during the Carboniferous and Permian, insects were incredibly big. Thanks to fossils that were found by archaeologists, now we know that there once existed gigantic insects. There are several hypotheses as to why they shrunk over time and now are so tiny that some are barely noticeable. One of the most valid or credible hypotheses is that in the past there was more oxygen, and that since the level or quantity of oxygen has decreased this caused insects to decrease in size as well. Three hundred million years ago, giant bugs were normal and this was due to an atmosphere with 30 percent more oxygen than we have today. Nowadays our oxygen level is around twenty percent. An article by Ker Than for the National Geographic News states that birds are the reason why gigantic insects may have become extinct. (1) (1) "The largest insects today could perhaps be three times as large as they currently are, based on current oxygen levels”. During the Jurassic Era birds became larger and this caused a threat to giant insects, which quickly might have become their prey. Yet, this is just a theory that has not been proven. It is most likely that there size decreased due to the oxygen level going down significantly. (2) “We know that these gigantic forms went extinct as oxygen levels declined drastically in the Permian (Huey & Ward, 2005), and some gigantic forms re-evolved in the Cretaceous oxygen peak (Dudley, 2000).”.

(1) http://news.nationalgeographic.com/news/2012/06/120601-insects-birds-giant-prehistoric-clapham-proceedings-science-bugs/
(2) http://bioteaching.wordpress.com/2012/03/24/gigantism-in-insects/

It would be quite terrifying if gigantic insects would still roam the earth, luckily for us that is no longer the case. The end for giant insects came with the evolution of birds and oxygen changes. Giant insects ruled the sky about 150 million years ago, then came the birds. (University of California, Santa Cruz). The enduring theory about the existence of giant insects is that there is relationship between the amount of oxygen in the atmosphere and the size of insects. During the Permian period the Earth’s atmosphere had more than 30 percent of the oxygen, compared to the 20 percent of today. This vital gas is what sets a limit on the size of animals, the “seething quantities” of the eras in the past allowed flying insects to have larger bodies and faster metabolisms.(Discover Magazine) Matthew Clapham and Jarred Karr have found evidence to support the idea after analyzing more than 10,500 fossilized insects wings. The research showed that the biggest wingspans of flying insects where a record of the oxygen in the atmosphere for their initial 150 million years of evolution. Since the gas level reached its peak during the Permian period that is the time when the largest insects lived, as the levels decreased so did the insects’ size(PNAAS). The pattern stopped though, when the oxygen concentrations rose in the Cretaceous period and the insects didn’t grow in size. This is due to the fact that feathered flying dinosaurs, birds, where beginning to take over the skies. The size of insects didn’t increase because being smaller was an advantage to escape from birds. The smaller insects were able to maneuver out of the bird’s reach with greater facility, that is why Clapham and Kerr believe that birds exerted a “size-selective pressure” on the insects. Since the birds ate the bigger insects only the smaller ones survived which kept the group as a whole from increasing in size. It is not clear whether or not it was the decrease in oxygen or the evolution of flying reptiles(pterosaurs) during the Jurassic period what caused the insects to become smaller. The combined factor of birds in the sky and a lower percentage of oxygen in the atmosphere is what thankfully keeps the insects small in size.

sources:
http://phys.org/news/2012-06-giant-insects-evolution-birds.html university of California, Santa Cruz
http://blogs.discovermagazine.com/notrocketscience/2012/06/04/giant-insects-disappeared-thanks-to-falling-oxygen-levels-and-agile-birds/#.Upom0mRDs8M Discover Magazine

http://www.pnas.org/content/early/2012/05/25/1204026109 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Insects are small Arthropods in the class of insecta. (Online dictionary.com) The fact is that not all insets where small, in fact the well-known American cockroach’s Pre-historic ancestor the Blattoptera has been recorded to be six inches or longer. (National Geographic) The prehistoric that where so large became so large do to some advantages they could ingest larger prey, and could defend themselves from a wider variety of predators. Also some reports state that the larger size of their bodies insolated heat more than a smaller one, enabling the body to withstand hotter tempetures. The larger body was due to the large availability of food. This cased the carnivores of the prehistoric-ages to become larger over time, to be able to consume the larger insects. (Nina Rastogi)
There are no longer giant insects in the same scale that there once was. This is because planet cooled down during the ice age. To survive the ice age insects had to evolve and a smaller animal was more suitable to the new environment. The smaller animal was able to reproduce more and quickly because it took less time for the body to grow until its full-grown size. (Jack L. Conrad )Also the animals had to escape from the larger population of mammals arising and they could do this by shrinking because the predator could not see the insect and he insect could protect itself in smaller areas, which the larger predator could not enter.( ROBERT T. GONZALEZ )
• Why do we no longer have giant insect or why haven’t they grown back? According to American Physiological Society, the earth’s oxygen concentration is not as high as it was in the prehistoric age. The cockroach needs a larger concentration of oxygen to become larger and with global warming many species not just insects are becoming smaller do to this phenomena. (Jennifer A. Sheridan & David Bickford)

http://phys.org/news79804314.html(American Physiological Society)
http://www.thefreedictionary.com/insect
http://www.slate.com/articles/news_and_politics/explainer/2009/02/a_snake_the_size_of_a_plane.html (Nina Rastogi)
http://www.nature.com/nclimate/journal/v1/n8/full/nclimate1259.html(Jennifer A. Sheridan & David Bickford)
http://io9.com/5850741/climate-change-is-causing-earths-animals-to-shrink (ROBERT T. GONZALEZ )
http://news.nationalgeographic.com/news/2001/11/1112_TVbigroach.html

During the Permian era insects were huge compared to today’s proportions, boasting wingspans up to 30 inches across. There are different reasons why these prehistoric insects were so big. The cause was mostly due to the high levels of oxygen which helped fuel insect growth [Jennifer Welsh, 2012]. As more evidence of oxygen’s role emerged, we know these gigantic forms were extinct as oxygen levels declined drastically in that Permian era (Huey & Ward, 2005). [Bioteaching, 2012]
Birds played an important role within larger insects’ evolution. Such gigantic specimens were common 300 million years ago, but fortunately did not survive to pester us today. The evolution of birds from dinosaurs caused smaller insects to survive as they were more manoeuvrable to escape [Thomas H. Maugh, 2012] .
Researchers noticed the decreasing pressure in oxygen happened around the same time birds first took to the skies. About 150 million years ago, the “first bird” Archaeopteryx appeared, and about 25 million years later, the lineage had diversified greatly, meaning birds could fly and eat the huge insects [Jennifer Welsh, 2012]!
In conclusion, insects are no longer 6-12 inches long because oxygen levels declined and natural selection occurred. Insects needed more oxygen to grow larger. Also bigger insects were eaten up by birds. Only the smallest insects could survive by escaping the detection of predators.
مراجع
Maugh , Thomas. "Los Angeles Times." Bird's evolution led to disappearance of giant insects, study finds. N.p., 24 Jun 2012. Web
http://articles.latimes.com/2012/jun/04/science/la-sci-sn-insects-birds-20120604

Welsh , Jennifer. "Why Giagantic Insects Shrunck to Modern Size." Predation and Competition. Live science beta, 4 Jun 2012. Web.
http://m.livescience.com/20735-giant-insects-shrunk.html

"Teaching Biology ." Gigantism in Insects. N.p., 4 Mar 2012. Web.
http://bioteaching.wordpress.com/2012/03/24/gigantism-in-insects/

There are many theory's revolving around the fact that insects, in prehistoric times we much bigger than they are now. The biggest theory is: the temperature size rule, stating that species in colder habitats tend to be bigger due to heat regulation. Another theory is that before in pre-historic times there was a lot more oxygen,when the oxygen levels started decreasing, so did the insects. Other theory's include that there exo-skeletons were not able to be stable when they were so big.Incredbly enough the giant insects would have a much easyer time to get Around since the air was much denser. Insects breath through thier tracias, the tracial system Works by diffusion, the mechanism of diffusion is that the bigger the mass, the less surface área meaning that it is less ifficiant. The oxygen theory has been views as the most valid and logical.
sorce:http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/03/04/rspb.2010.0001.full

Many things are involved in the size of insects. The first one is the temperature-size rule. This tells us species in cold environments tend to be bigger than ones in hot ones(1) . Another rule is the island rule. This one states that small animals isolated on mediterranean islands become bigger over time. It also says big animals become smaller (1).
Back in the Permian era, insects were giant because there was more oxygen in the atmosphere. This animals had enough biomass to support them for flight. The climate was more tropical and this helped the insects grow more. The amount of oxygen on the planet affects directly the size of insects (1), studies have shown this as well.
Other hypothesis say that insects are small because their respiratory system limits their growth (2). This is an unfavorable surface area to volume ratio. Another part that limits insects further grow is their exoskeleton. An exoskeleton limits their growth through molting. Something we know for sure, insects were bigger before. This is confirmed by the fossil record (1 and 2).
To conclude I can say insects have many limitations on todays earth for their growth. For starters, their exoskeletons molting and the oxygen levels on earth today. Also, their respiratory system and climate add to why they are so small (2). I would expect that millions of years from now insects will be even smaller than they are today.

1) Gigantism in Insects, 2012, Teaching Biology. http://bioteaching.wordpress.com/2012/03/24/gigantism-in-insects/

2) A sizeable advantage, Why are insects so small? 2013, http://amisstome.wordpress.com/2013/03/25/a-sizeable-advantage-why-insects-are-so-small/

Giant insects lived millions of years ago in the Carboniferous and early Permian Periods, but why are they not alive today and buzzing around the world causing chaos? Scientists have two reasons to why these creatures are not with us anymore. (Emily Howard, May 07, 2013)
First off and what seems to be a big contributor in the extinction and evolution of these giants, is of how the earth’s atmosphere has changed. During the Carboniferous Period, the planet was warmer, moister and contained more oxygen. The oxygen level during that period was about 30 percent of the air while today’s air only contains about 21 percent. Oxygen is important for insects because no insect has lungs they rely on air flowing through a series of openings throughout their body which connect directly to tissues that need oxygen. (Emily Howard, May 07, 2013)
The second contributor in the extinction and evolution of these was the evolution of birds. As the first bird appeared on earth, they evolved to be faster and more agile than the giant insect. The birds could catch and eat the insects more and more causing the insects to go extinct or have to evolve to be smaller, faster and more agile to keep away from birds. (Emily Howard, May 07, 2013)
One example of a giant insect is the Meganeura. The Meganeura lived during the Carboniferous Period and is very similar to dragonflies today. It looked and acted like a dragonfly but it was about 10 times the size of a dragonfly. The Meganeura was classified as a griffinfly and had a wingspan that could reach up and over 75 cm. They are classified as griffinflies and not dragonflies due to morphological differences between the two. The higher amounts of oxygen during that period would supply a passive boost to the tissues which allowed insects to grow larger. As the oxygen levels decreased, insects would not be able to keep their large size causing them to evolve into smaller forms or to go extinct. The Meganeura is one of the largest known insect to ever exist. (http://www.prehistoric-wildlife.com/species/m/meganeura.html)
Another example of these incredibly large insects is the Arthropleura, a contender for the biggest arthropod of all time. It is related to centipedes and millipedes and has a crustacean ancestry as well. It, too, also lived during the Carboniferous period and into the Permian period. The dying oxygen levels had its toll on these gigantic creatures. The lack of vegetation did not just affect it because of the oxygen levels but it also caused there to be less moisture in the air. The crustacean part of this giant was dried out without the moisture causing the species to go extinct.

"Meganeura." Meganeura. N.p., n.d. Web. 01 Dec. 2013. .
"Arthropleura." Arthropleura. N.p., n.d. Web. 01 Dec. 2013. .
"Enjoying EarthSky? Subscribe." EarthSky. Emily Howard, 07 May 2013. Web. 01 Dec. 2013. .

Unlike humans, insects take in atmospheric oxygen through spiracles, opening in the cuticle through which gases enter and exit the body, so the oxygen travel via the tracheal system, the insect’s respiratory system, and inside the tracheal system each tracheal tube ends with a tracheole, where the oxygen dissolves into the tracheole fluid finally, oxygen then diffuses into the cells.
Back then in the Carboniferous and Permian periods, atmospheric oxygen concentrations were definitely significantly higher that they are today. Prehistoric insects breathed air that was 31-35% oxygen, unlike nowadays insects, which only have about 21% of oxygen in the air to breathe in. When the oxygen levels are higher, like in the Carboniferous and Permian periods, the tracheal system of insects can supply sufficient oxygen to meet the metabolic needs of a larger insect. Oxygen can reach cells deep within the insect’s body, no matter how long a insect measures, making atmospheric oxygen the most limiting factor on insect size.


Scientists Discover Hundreds of New RNA Viruses in Insects

Phylogeny of negative strand RNA viruses: red dots identify virus orders according to current taxonomy blue clouds show virus families selected viral species are identified for orientation. Image credit: Käfer وآخرون, doi: 10.1371/journal.ppat.1008224.

The diversity of insect viruses is relevant to medical, environmental, and food sciences.

Our knowledge of insect viruses is highly biased because medical research has focused on mosquitoes and a few other blood-feeding species.

While insects are the most diversified group of animals on the planet, the great majority of all insect species remain completely unexamined for viruses.

“Every new virus we find could be a cause of illnesses that was previously unknown, both in humans and in livestock,” said Professor Christian Drosten, Director of the Institute of Virology at the Charité-Universitätsmedizin Berlin.

“The more viruses we identify and add to our database, the easier it is for us to recognize the cause of new and unusual illnesses.”

In the study, Professor Drosten and colleagues searched the most comprehensive and most evenly composed collection of insects for negative strand RNA viruses.

In 1,243 insect species of all orders, they found 488 independent viral sequences encoding an RNA-directed RNA polymerase, a signature gene for RNA viruses.

“This is probably the largest sample of animals ever screened for new viruses,” Professor Drosten said.

“With the help of these data, it will now be possible to investigate cases of rare and unusual illnesses in humans.”

“This includes patients who display all the symptoms of a viral infection, however no virus can be identified in the case in question.”

“In such cases, we use high-throughput sequencing methods to search for all the viruses present in the patient,” he added.

“If the patient has a virus, we will find it, provided it is in our database or has similarities with a virus in our database.”

“The chances of the search being successful will increase thanks to the addition of the new insect viruses.”



تعليقات:

  1. Hok'ee

    حق تماما! بالضبط.

  2. Voodoolkis

    There is nothing to tell - keep silent not to litter a theme.

  3. Merlin

    أنا أفهم ذلك جيدًا. أنا يمكن أن تساعد مع قرار السؤال. معا يمكننا أن نجد القرار.

  4. Daudi

    من الصعب قراءة الخط على مدونتك

  5. Irus

    أهنئ يبدو لي أن هذه هي الفكرة الرائعة

  6. Irvin

    مرحباً جميعاً!

  7. Tzvi

    سؤال مسلي



اكتب رسالة