Dipteroloģija pēta divspārņu – odu un mušu ‒ sistemātiku, ekoloģiju, evolūciju un saimniecisko nozīmi. Odveidīgo (Nematocera) apakškārtu pārstāv dzēlējodu (Culicidae), garkājodu (Tipulidae), knišļu (Simuliidae), miģeļu (Ceratopogonidae), sēņodiņu (Mycetophilidae) un citas evolucionāri senas dzimtas. Mušveidīgo (Brachycera) apakškārta ir evolucionāri jaunāka. To pārstāv īsto mušu (Muscidae), ziedmušu (Syrphidae), kāpurmušu (Tachinidae) un citas mušu dzimtas. Pasaulē zināmas ap 150 000 divspārņu sugu. Ziemeļu puslodē divspārņi ir relatīvi labi izpētīti, taču Dienvidu puslodē iespējams atklāt daudz jaunu sugu. Prognozējamais divspārņu sugu skaits pārsniedz miljonu. Divspārņi apdzīvo visus kontinentus un visas vides – ūdeņus, augsni, augus, augu atliekas, dzīvniekus un dzīvnieku atliekas, daļa ir asinssūcēji un slimību ierosinātāju pārnesātāji.
dipteroloģija
Saistītie šķirkļi
Nozares un apakšnozares
- augu fizioloģija
- bioģeogrāfija
- bioinformātika
- biomatemātika
- biomedicīna
- biometrija
- cilvēka un dzīvnieku fizioloģija
- dendroloģija
- dipteroloģija
- ekoloģija
- evolūcija, bioloģijā
- helmintoloģija
- hidrobioloģija
- izziņas bioloģija
- kinezioloģija
- limnoloģija
- molekulārā ģenētika
- neirobioloģija
- pedobioloģija
- protistoloģija
- zooloģija
Satura rādītājs
Dipteroloģijas pētījumi ir svarīgi lauksaimniecībā, jo divspārņi ir labi zināmi lauksaimniecības kaitēkļi, piemēram, labību pangodiņš (Meyetiola destructor), sorgo pangodiņš (Contarinia sorghicola), ķiršu muša (Rhagoletis cerasi) un citi. Divspārņus ir svarīgi pētīt, jo tie pārnēsā arī daudzu nopietnu cilvēka slimību ierosinātājus, piemēram, malārijas dzēlējodi (Anopheles spp.) pārnēsā malāriju, ko izraisa plazmodiji (Plasmodium spp.); cece mušas (Glossina spp.) pārnēsā miega slimību ierosinošās tripanosomas (Trypanosoma spp.); kožodiņi (Psychodidae) – leišmaniozes ierosinošos vienšūņus (Leischmania spp.). Dipteroloģijas teorētiskie pētījumi palīdz noskaidrot sugu un bioloģiskās daudzveidības likumsakarības un ekoloģisko nozīmi. Lielākā daļa sauszemes divspārņu sugu ir saprofāgi – to kāpuri barojas ar atmirušām augu un dzīvnieku atliekām, savukārt ūdens ekosistēmās dominē filtrētāji, piemēram, trīsuļodi (Chironomidae) un dzēlējodi. Divspārņu kāpuri gan ūdens, gan sauszemes ekosistēmās ir nozīmīgi augu un dzīvnieku atlieku noārdītāji. Pateicoties lielajam populācijas blīvumam, divspārņi ir nozīmīgs barības avots citiem dzīvniekiem, piemēram, trīsuļodu kāpuri – zivīm, pieaugušie odi – sikspārņiem. Dipterologi kopā ar biotehnologiem meklē preparātus kaitīgo sugu īpatņu skaita samazināšanai, izmantojot bioloģiskās metodes. Piemēram, dzēlējodi tiek inficēti ar baktēriju Wolbachia, kas odiem traucē pārnest malārijas plazmodijus (ja baktērija dzīvo oda zarnā, tad tiek traucēta plazmodija attīstība), ziedmušu kāpurus audzē laputu skaita samazināšanai. Aktuāli ir pētījumi par t.s. mušu biotehnoloģijām, piemēram, melnās dzelkņmušas (Hermetia illucens) izmantošanu organisko atkritumu pārstrādē, un kāpuru izmantošanu pārtikā. Dipteroloģijas zināšanas tiek izmantotas arī medicīnā (piemēram, mušu kāpuru terapija (maggot therapy) nedzīstošu brūču ārstēšanā) un kriminoloģijā (mušveidīgie divspārņi gada siltajā periodā ir galvenie dzīvnieku vai cilvēka līķa noārdītāji, un pēc mušu kāpuru attīstības stadijas ir iespējams noteikt nāves iestāšanās dienu). Mākslīgās barotnēs audzētas augļu mušas drozofilas (Drosophila spp.) tiek izmantotas mutāciju pētījumos.
Dipteroloģija ir entomoloģijas sastāvdaļa. Dipteroloģija ir cieši saistīta ar biotehnoloģijām, medicīnisko entomoloģiju un lauksaimniecības entomoloģiju. Dipteroloģijas pamats ir sistemātika – sugu aprakstīšana un inventarizēšana. Sugu aprakstīšana mūsdienās joprojām turpinās. Entomologs Matiass Jašhofs (Mathias Jaschhof) no 2009. līdz 2019. gadam Eiropā aprakstījis ap 250 jaunu pangodiņu (Cecidomyiidae) sugu. Aprakstot jaunu divspārņu sugu, viena sugas kāja parasti tiek “ziedota” molekulārām analīzēm, lai noskaidrotu jaunās sugas dezoksiribonukleīnskābes (DNS) sekvenci. Ekonomiski nozīmīgām sugām sekvencēšana jau ir paveikta, taču pārējām tas nepieciešams evolucionārā ceļa noskaidrošanai.
Evolucionārās vienkāršošanās teorija apraksta divspārņu morfoloģiskās īpatnības. Atšķirībā no citiem kukaiņiem, divspārņiem ir saglabājušies tikai priekšspārni, kas pilda lidošanas funkciju. Savukārt pakaļspārni ir tikai kā rudimentāri veidojumi – dūcekļi, kas darbojas pēc žiroskopa principa un stabilizē lidojumu. Pateicoties šādām pārvērtībām, divspārņi spēj lidojumā noturēties uz vietas un “karāties” gaisā. Nišu teorija izskaidro divspārņu sugu priekšrocības – kāpuri un pieaugušie īpatņi apdzīvo dažādas vides, tādējādi tie var ieņemt atšķirīgas ekoloģiskās nišas. Piemēram, dzēlējodu kāpuri ir filtrētāji ūdenī, bet pieaugušie īpatņi – asinssūcēji un apputeksnētāji. Līdzīgi tam, ziedmušu kāpuri ir plēsoņas, savukārt pieaugušās mušas – nektarofāgi un apputeksnētāji. Starp divspārņiem ir ievērojami vairāk asinssūcēju sugu nekā citās kukaiņu kārtās (piemēram, blakšu kārtā). Asins sūkšana ir evolucionāri izdevīgs pielāgojums, jo nodrošina mātītes ar pilnvērtīgu barību, tādējādi palielinot izdēto olu skaitu. Tēviņi asinis nesūc.
Klasiska un joprojām bieži izmantota metode ir kukaiņu ķeršana ar entomoloģisko tīkliņu. To visbiežāk izmanto sugu sastāva noskaidrošanai ekonomiski nozīmīgu (augu kaitēkļu, slimību pārnesēju, asinssūcēju) sugu konstatēšanai, kā arī jaunu sugu meklēšanai. Divspārņiem ir pozitīva fototaksija – lidošana uz augšu un uz gaismu. Šo īpašību izmanto Malēzes lamatās (teltsveida konstrukcijās). Metode efektīva ekonomiski nozīmīgu sugu skaita noteikšanai un prognozēm. Lauksaimniecības kaitēkļu kontrolē un savairošanās prognozēšanā izmanto dzeltenas krāsas traukus ar ūdeni un deterģentu. Šādi trauki imitē ziedus, un divspārņi tādējādi tiek “piemānīti”. Dažu lauksaimniecības kaitēkļu, piemēram, ķiršu mušu, populācijas izlidošanas un lieluma prognozēšanai izmanto feromonu lamatas ar mātītes izdalīto vielu sintētiskiem aizvietotājiem. Tajās iekrīt tikai tēviņi. Ūdens divspārņu izpētei izmanto klasiskās hidrobioloģijas metodes – dažādas konstrukcijas hidrobioloģiskos sietus, bentosa smēlējus, drifta sietus. Augsnes divspārņu kāpuru izpētei izmanto fototermoeklektorus – piltuves, uz kurām ir siets ar augsnes paraugu, virs sieta ir siltuma avots (sildoša spuldze), bet zem piltuves – uztvērējtrauks. Metode balstīta uz to, ka augsnes vai cita substrāta divspārņu kāpuriem ir negatīva termotakse un fototakse. Tie izvairās no karstuma un gaismas un rezultātā nonāk uztvērējtraukā. Divspārņu audzēšana pētāmajā paraugā (augsnē, ūdens paraugā, augā) arī ir bieži izmantota metode.
Zviedru botāniķis un zoologs Karls Linnejs (Carolus Linnaeus) 1758. gadā izveidoja divspārņu kārtu un veltīja tai monogrāfijas “Dabas sistēma” (Systema naturae, 1735–1793) 10. sējumu (1758–1759). Pēc K. Linneja ievērojamākais pētnieks un dipteroloģijas pamatlicējs bija vācu entomologs Johans Meigens (Johann Wilhelm Meigen). Viņš aprakstīja ap 3000 divspārņu taksonu vairākos izdevumos monogrāfijās “Sistemātisks Eiropā zināmo divspārņu apraksts” (Systematische Beschreibung der bekannten europäischen zweiflügeligenInsekten, 1818–1838). Andrē Robino-Devuadī (André Jean Baptiste Robineau-Desvoidy), Kristiāns Vīdemans (Christian Rudolph Wilhelm Wiedemann) katrs aprakstīja ap 1000 sugu, galvenokārt ārpus Eiropas. Frīdrihs Lēvs (Friedrich Hermann Loew) arī pētīja divspārņus no visas pasaules. Divspārņu pētījumi turpinājās arī Krievijā, Ziemeļamerikā, Austrālijā. Tikai 20. gs. otrajā pusē izveidojās pētnieku grupas Āzijas dienvidos, Dienvidamerikā un Āfrikā. Līdz 20. gs. vidum bija uzkrājusies liela apjoma informācija par divspārņu sugām un bija nepieciešams tās klasificēt un noskaidrot savstarpējās taksonu saistības, to evolūciju. Viens no ievērojamākajiem evolucionistiem bija Krievijas zinātnieks paleontologs Boriss Rodendorfs (Борис Борисович Родендорф), kurš ir mūsdienu divspārņu evolūcijas pamatlicējs. 1964. gadā izdota viņa monogrāfija “Divspārņu vēsturiskā attīstība” (Историческое развитие двукрылых насекомых).
Mūsdienās turpinās jaunu divspārņu sugu aprakstīšana un filoģenēzes noskaidrošana. Sugu DNS pētījumiem ir nozīmīga loma filoģenēzes noskaidrošanai. Ir plaši pētījumi par divspārņu ekoloģiju un izmantošanu, piemēram, kāpuru izmantošanu saldūdeņu kvalitātes bioindikācijā, divspārņu lomu nektāraugu apputeksnēšanā, kāpuru lomu augu un dzīvnieku atlieku noārdīšanā, barošanās tīklu ar divspārņu iesaisti izpēte dažādās ekosistēmās un citi. Turpinās arī pētījumi par lauksaimniecības kaitēkļiem, piemēram, tiek meklēti videi draudzīgi paņēmieni sugu bioloģiskajai kontrolei, izmantojot feromonus, dabiskos ienaidniekus un mikroorganismus. Piemēram, cīņā ar laputīm tiek izmantotas ziedmušas. Tā kā divspārņi-asinssūcēji pārnēsā daudzu parazitāro (malārijas, leishmaniozes, triposomatozes) un infekcijas (dzeltenā drudža, Denges drudža, Zika drudža) slimību ierosinātājus, notiek plaši pētījumi par šo asinssūcēju izplatības vektoru ierobežošanu, kā arī par to, kā kontrolēt un samazināt tiem spēju pārnēsāt patogēnus.
Katrā lielākajā valstī ir kāda nozīmīga institūcija divspārņu pētījumiem, bieži vien tie ir valstu muzeji. Mūsdienās divspārņu sistemātiku attīsta, piemēram, Mihaila Lomonosova Maskavas Valsts universitātes Zooloģijas zinātniski pētnieciskais muzejs (Научно-исследовательский Зоологический музей МГУ имени М.В. Ломоносова); Krievijas Zinātņu akadēmijas Zooloģijas institūts (Зоологический институт Российской Академии Наук) Sanktpēterburgā; Zenkenbergas dabas muzejs (Senckenberg Naturmuseum) Frankfurtē, Vācijā; Nacionālais dabas vēstures muzejs (Muséum national d'histoire naturelle) Parīzē, Francijā; Smitsona Nacionālais dabas vēstures muzejs (Smithsonian National Museum of Natural History) Vašingtonā, Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV); Sadraudzības zinātnisko un industriālo pētījumu organizācija (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) Kanberā, Austrālijā. Saimnieciski nozīmīgo sugu pētījumiem reizēm izveidotas atsevišķas institūcijas un centri. Piemēram, Vageningenas Universitātē un pētījumu centrā (Wageningen University and Research) Nīderlandē pēta galvenokārt lauksaimniecības kaitēkļus, Londonas higiēnas un tropiskās medicīnas skolā (London School of Hygiene and Tropical Medicine) pēta divspārņus – slimību ierosinātāju pārnesējus.
Nozīmīgākie periodiskie izdevumi dipteroloģijā ir Studia Dipterologica (kopš 1994. gada), ko izdod Zenkenberga Vācijas Entomoloģijas institūts (Senckenberg Deutsches Entomologisches Institut), Dipterists' Digest (kopš 1988. gada), ko izdod Divspārņu pētniecības biedrība Diptera (Society for the study of flies, Diptera), Journal of the American Mosquito Control Association (kopš 1985. gada), ko izdod Amerikas Moskītu kontroles asociācija (American Mosquito Control Association), The Journal of the European Mosquito Control Association (kopš 1998. gada), ko izdod Eiropas Moskītu kontroles asociācija (European Mosquito Control Association). Amerikas Entomologu biedrība (Entomological Society of America) izdod divus žurnālus: Annals of the Entomological Society of America (kopš 1908. gada) un Journal of Economic Entomology (kopš 1908. gada). Nozīmīgs ir arī žurnāls Journal of Experimental Biology (kopš 1923. gada; izdod The Company of Biologists).
Divspārņi ir viena no sugām bagātākajām kukaiņu kārtām, ko pētījuši daudzi zinātnieki. Ievērojamākie pētnieki: Rūdolfs Meiers (Rudolf Meier) – divspārņu evolucionārais biologs no Singapūras Nacionālās universitātes (National University of Singapore); Daniels Bikels (Daniel Bickel) – divspārņu taksonomists no Austrālijas muzeja (Australian Museum); Ešlijs Kērks-Sprigss (Ashley H. Kirk-Spriggs) – Āfrikas divspārņu pētnieks no Dienvidāfrikas Nacionālā muzeja (National museum); Daltons de Souza Amorims (Dalton de Souza Amorim) – Dienvidamerikas divspārņu pētnieks; Valērijs Korņejevs (Bалерій Олексійович Корнєєв) – taksonomists no Ukrainas Nacionālās Zinātņu akadēmijas (Національна академія наук України); Tomass Pāpe (Thomas Pape) – taksonomists no Dānijas Zooloģijas muzeja (Zoologisk Museum), Šouns Vintertons (Shaun Winterton) – lauksaimniecības entomologs no Kalifornijas Pārtikas un lauksaimniecības departamenta (California Department of Food and Agriculture). Katrs no minētajiem dipterologiem ir izveidojis skolu atbilstoši savai specializācijai.