L'evoluzione della conglobazione in Ceratocanthinae

Sep 06, 2023

Biologia delle comunicazioni volume 5, numero articolo: 777 (2022) Citare questo articolo

2658 accessi

3 citazioni

50 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

La conglobazione è un comportamento adattivo che si verifica indipendentemente in vari gruppi di animali. Qui studiamo l'evoluzione della conglobazione nei Ceratocanthinae, un gruppo di coleotteri con la capacità di far rotolare tre segmenti corporei fino a formare una palla compatta. È qui implicito che questa capacità si sia evoluta solo una volta nel Mesozoico. Vengono offerte prove che suggeriscono che l'elevata forza difensiva di Ceratocanthinae è dovuta non solo alla forma sferica del corpo ma anche allo spessore e alle proprietà meccaniche più forti della cuticola dorsale. Convalidiamo ulteriormente cinque caratteri adattivi, inclusa la parete corporea ispessita allometricamente, e scopriamo che l'adattamento specifico di diversi segmenti corporei sono probabilmente eventi evolutivi separati. Infine, proponiamo un'ipotesi di "stress da parte degli attaccanti" per spiegare l'origine dei comportamenti di conglobazione. Questo lavoro contribuisce a comprendere come e perché il comportamento di conglobazione potrebbe essersi evoluto in questo gruppo.

Alcuni animali possono raggomitolare il corpo fino a formare una palla (comportamenti di conglobazione), un'abilità particolarmente nota nei mammiferi come armadilli, pangolini e ricci1,2,3, nonché in alcuni artropodi4,5,6. Ad esempio, i millepiedi pillola (Glomerida e Sphaerotheriida) 4 e il woodlice pillola (Armadillidiidae) 5 (Figura 1a, b supplementare) sono in grado di rotolare tutti i segmenti del loro corpo per formare una palla stretta (cioè, conglobazione completa). Al contrario, a causa della presenza di soli tre segmenti corporei, la maggior parte delle specie di insetti che mostrano un comportamento arricciato possono semplicemente formare una palla sciolta (cioè una conglobazione incompleta). Tali insetti includono Chrysididae (Hymenoptera), Leiodidae, Cybocephalidae, Clambidae (Coleoptera) e alcuni Blaberidae (Blattoidea) 7,8,9,10,11 (Figura complementare 1c, d). All'interno dei coleotteri, i Ceratocanthinae (scarabei pillola) sono un gruppo morfologicamente unico in grado di formare una palla stretta attraverso un processo che prevede non solo l'arricciatura dei tre segmenti del tronco corporeo ma anche il piegamento delle tibie (Fig. 1a), una caratteristica che stupì Darwin, che, durante la spedizione “Beagle”, descrisse il comportamento come “si arrotola come un armadillo”12.

a Due posture di uno scarabeo pillola con conglobazione completa: Paulianostes panggoling, Malesia (Insecta: Coleoptera: Ceratocanthinae). b Tre archetipi di conglobazione in Ceratocanthinae: corpo dritto (Ivieolus brooksi), conglobazione incompleta (Acanthocerodes sp.) e conglobazione completa (Synarmostes tibialis). c Documenti fossili di Ceratocanthinae. Le stelle gialle indicano fossili con un archetipo a corpo dritto della Formazione Yixian (125 Ma) (Mesoceratocanthus tuberculifrons), le stelle verdi indicano fossili con un archetipo di conglobazione incompleta dell'ambra Kachin (99 Ma) (Palaeopycnus circus Lu, Ballerio & Bai sp. nov .) e dall'ambra dominicana (15–20 Ma) (Germarostes sp.), e le stelle rosse indicano fossili con un archetipo di conglobazione completo dall'ambra dominicana (15–20 Ma) (Nesopalla succini Lu, Ballerio & Bai sp. nov.) . La casella rossa tratteggiata indica i nuovi rapporti qui. a ©Zhengzhong Huang.

I Ceratocanthinae sono una sottofamiglia degli Hybosoridae (Coleoptera, Scarabaeoidea) e attualmente comprendono ~449 specie descritte in 44 generi13,14. Sono distribuiti principalmente nelle regioni pantropicali e gli adulti si trovano spesso nei termitai/nella lettiera di foglie/nel legno marcio, dove si ipotizza si nutrano di funghi o detriti13. In termini di conglobazione, mostrano tre archetipi: corpo dritto, conglobazione incompleta e conglobazione completa12,15 (Fig. 1b, Tabella supplementare 1). L'analisi filogenetica più aggiornata supporta l'ipotesi che la capacità di conglobazione si sia evoluta in Ceratocanthinae solo una volta13,16. Ad oggi, in questa sottofamiglia sono conosciute solo due specie estinte: una specie mesozoica a corpo diritto senza capacità di conglobazione (la cui attribuzione a Ceratocanthinae è dubbia)17 e una specie cenozoica con conglobazione incompleta18,19 (Fig. 1c). La storia iniziale e l'evoluzione di questo gruppo sono quindi poco conosciute.