Co jest lepsze - zostawić więcej potomstwa lub uratować swoje życie? • Varvara Vedenina • Wiadomości naukowe na temat "Elementów" • Ewolucja, etyka, entomologia

Co jest lepsze – zostawić więcej potomstwa lub uratować swoje życie?

Krykiet Gryllus rubens i siedzi na niej mucha Ormia ochracea. Zdjęcie z nelson.beckman.illinois.edu

Wiadomo, że o zmierzchu, męskie świerszcze zaczynają śpiewać, siedzą blisko swojej norki, a ich samice znajdują swoich wybranych wyłącznie w pieśni. Okazuje się jednak, że w Ameryce Północnej sygnały te przyciągają nie tylko samice świerszczy, ale także pasożytnicze muchy z rodzaju Ormiaaby zapewnić pożywienie dla ich potomstwa. Zarażone świerszcze giną po 7-10 dniach. Przed dylematem krykieta: aby przyciągnąć więcej kobiet, trzeba śpiewać głośniej i częściej, ale jednocześnie zwiększa się ryzyko śmiertelnego pasożyta. Różne rodzaje świerszczy rozwiązują ten dylemat na zupełnie inny sposób.

Wiele gatunków zwierząt wykorzystuje sygnały akustyczne, aby przyciągnąć partnera seksualnego. Wiadomo, że samice wielu gatunków wolą najgłośniejszych śpiewaków. Wiadomo jednak również, że głośni śpiewacy są bardziej narażeni na złapanie przez potencjalnych drapieżców niż cichych wykonawców. Tak więc istnieje konflikt między selekcją naturalną a seksualną, która została już napisana w "Elementach" (patrz Dobór płciowy przyczynia się do ewolucji składu węglowodorów w naskórku w Drosophila, 15.11.2012).W pewnym stopniu jedna z koncepcji selekcji seksualnej, teoria upośledzenia, opiera się na tym konflikcie. Zgodnie z tą teorią, kobiety wybierać mężczyzn z takimi objawami, które są szkodliwe dla przetrwania, ponieważ tylko bardzo pasuje mężczyzna będzie mógł żyć z tych objawów przed hodowli czasu (zob. Jak wybrać odpowiedniego partnera (wskazówki dla dziewcząt), „Elementy”, 01.11. 2006).

Zwierzęta często próbują osiągnąć kompromis w rozwiązaniu tego konfliktu. Jeśli ponownie porozmawiamy o sygnałach akustycznych, wykazano, że w niektórych przypadkach presja drapieżników prowadzi do zmniejszenia aktywności akustycznej, w innych – do dziennego lub sezonowego przesunięcia tej aktywności w czasie, gdy istnieje mniejsze prawdopodobieństwo złapania przez drapieżnika. Istnieją nawet przykłady, kiedy zwierzęta zmieniają modalność sygnału na taki, na który drapieżniki są mniej podatne; na przykład przejście z komunikacji akustycznej na wibracyjną lub wizualną. I są naprawdę zaskakujące przypadki, kiedy niektórzy mężczyźni przestają generować sygnał i egoistycznie wykorzystują swoich śpiewaków.

Pasożytnicza mucha Ormia ochracea z rodziny Tachinidae poluje wyłącznie świerszcze z dwóch rodzajów – Gryllus i Teleogryllus. Ta mucha jest niesamowita, ponieważ ma organy słuchowe zupełnie inne niż narządy słuchu innych much. Znajdują się one w pobliżu podstaw przednich nóg i trochę przypominają organy bębenkowe tych samych świerszczy. Kiedy mucha znajdzie śpiewny świerszcz za pomocą dźwięku, wytwarza larwę i umieszcza ją bezpośrednio na krykiecie lub obok niej. Larwa natychmiast wchodzi do właściciela i rozpoczyna swoją brudną robotę. Zarażone świerszcze giną po 7-10 dniach. Ta mucha żyje w Ameryce Północnej, a na południu także na Hawajach.

Tak się złożyło, że jeden rodzaj krykieta, Teleogryllus oceanicus, powszechne w Australii i Oceanii, wprowadzono na Wyspy Hawajskie. W 1991 roku amerykańska badaczka Marlene Zuk z University of Michigan rozpoczęła regularne badania na kilku wyspach hawajskich. Na jednej z wysp, Kauai, odnotowano dość wysoki odsetek plag męskich. T. oceanicus mucha O. ochracea (około 30%). Jednak po około 10 latach na tej wyspie stwierdzono silny spadek liczby śpiewających świerszczy. Okazało się, że dla wielu samców aparat dźwiękowy został zredukowany w taki sposób, że utracił zdolność do wydawania dźwięku (ryc. 1). Ich skrzydła stały się jak skrzydła kobiet.Spośród 133 mężczyzn zebranych w 2004 r. Tylko 12 mężczyzn miało normalnie opracowany aparat dźwiękowy. A odsetek inwazji świerszczy przez muchę pasożytniczą gwałtownie spadł – mniej niż 1% mężczyzn było zarażonych (Zuk i wsp., 2006.).

Ryc. 1. Spód prawego skrzydła normalnego mężczyzny Teleogryllus oceanicus (a), głupi mężczyzna (b) i kobiety (c) z hawajskiej wyspy Kauai. Po prawej pokazano powiększone fragmenty pochwy (df). U normalnego samca długi rząd małych zębów jest umiejscowiony w taki sposób, że może dotknąć żyły innej elity, generując w ten sposób dźwięk. U głupiego mężczyzny rząd zębów jest skrócony i przesunięty, więc nie może uczestniczyć w generowaniu sygnału. Kobiece zęby są całkowicie nieobecne. Obraz z artykułu w dyskusji Listy biologiczne

Nasuwa się więc naturalne pytanie: w jaki sposób kobiety znajdują głupi mężczyźni? I jak głupi mężczyźni mogą zostawić potomstwo, skoro nie mają nic do zaoferowania swoim kobietom? Okazuje się, że głupie samce wybrały sprytną taktykę – są przywiązane do śpiewających samców i czekają na kobiety z nimi. Gdy samica przychodzi do śpiewającego mężczyzny, głupi mężczyźni wykorzystują okazję i kopulują z kobietą. W tym samym czasie troszczą się również, ale cicho – to znaczy, poruszają skrzydłami, jak podczas śpiewania.Oczywiście, w miejsce kobiety, zastanawiałbym się, czy kopulować z takim mężczyzną, czy nie. Musimy jednak pamiętać, że świerszcze te żyją na wyspach, to jest w bardzo ograniczonym obszarze i, jak pokazują różne badania na temat zwierząt wyspiarskich, samice są mniej wybredne w małych populacjach. W końcu, jeśli będziesz niegrzeczny, możesz zostać całkowicie bez dżentelmena, ponieważ nie ma wielu dżentelmenów. Nic więc dziwnego, że samice na wyspie Kauai stały się mniej dyskryminujące.

Marlene Zack pokazała, że ​​zmiany morfologiczne elytry prowadzą do utraty "głosu" w T. oceanicussą kontrolowane przez tylko jeden gen. Dlatego ta mutacja rozprzestrzeniła się tak szybko na wyspie Kauai. Na innych wyspach hawajskich wszystkie samce pozostały pełnoprawnymi śpiewakami. Ale tam i stopień infekcji O. ochracea był znacznie niższy.

Amerykańscy biolodzy z University of Nebraska i Indiana University w Bloomington badali ostatnio różne populacje świerszczy. Gryllus lineaticeps w Kalifornii gdzie O. ochracea również aktywnie infekuje inny rodzaj świerszczy. Zadaniem było porównanie populacji z niską i wysoką częstotliwością występowania pasożytniczych much oraz zbadanie akustycznej aktywności świerszczy w różnych populacjach.Autorzy sugerują, że w populacjach o wysokiej częstotliwości występowania much, świerszcze będą śpiewać inaczej lub w innym czasie niż w mniej zainfekowanych populacjach. W populacjach z wysokim stopniem zakażenia muchą zakażono około 60% samców, to jest dwa razy więcej niż w populacji T. oceanicus na Hawajach. Rejestrację sygnałów akustycznych przeprowadzono w laboratorium, umieszczając samców w poszczególnych pojemnikach i symulując, w miarę możliwości, warunki naturalne. Autorzy szczególnie zwracali uwagę na zachowanie świerszczy podczas pierwszych dwóch godzin po zachodzie słońca, kiedy muchy szczególnie aktywnie chodzą na śpiew.

Ryc. 2 (a) – całkowita aktywność akustyczna mężczyzn Gryllus lineaticeps z kilku populacji o niskiej (białe pudełka z wąsami) i wysokie (szare pudełka z wąsamia) ryzyko zarażenia się muchą Ormia ochracea. (b) – taki sam dla średniej we wszystkich populacjach o niskiej (po lewej) i wysokie (po praweja) ryzyko zakażenia. Na pudełkach z wąsami oznaczane są wartości mediany, pierwszego i trzeciego kwartylu oraz 10% i 90% wartości. Obraz z artykułu w dyskusji Zachowanie zwierząt

Porównanie aktywności akustycznej świerszczy z sześciu źle zainfekowanych populacji i sześciu wysoce zainfekowanych populacji nie wykazało istotnych różnic (ryc. 2). Samce śpiewały jednakowo aktywnie we wszystkich przypadkach.Aktywność akustyczna stopniowo wzrastała w ciągu pierwszych dwóch godzin po zachodzie słońca, a następnie pozostawała stała (ryc. 3). Ale autorzy nie stwierdzili również istotnych różnic w aktywności w różnych godzinach.

Ryc. 3 Aktywność akustyczna mężczyzn G. lineaticeps z niskiej populacji (białe pudełka z wąsami) i wysokie (szare pudełka z wąsamia) ryzyko zarażenia się muchą O. ochracea przez pięć godzin po zachodzie słońca. W pierwszych dwóch godzinach, gdy aktywność much jest wysoka, świerszcze śpiewają trochę mniej aktywnie, chociaż nie ma znaczących różnic między aktywnością w różnych godzinach. Obraz z artykułu w dyskusji Zachowanie zwierząt

Tak więc istnieją dwa zupełnie różne scenariusze. W jednym przypadku presja doboru naturalnego doprowadziła do całkowitej utraty głosu u przytłaczającej liczby mężczyzn w populacji. W innym przypadku, pomimo większego odsetka zanieczyszczenia krykieta, presja doboru naturalnego nie doprowadziła nawet do lekkiego spadku aktywności pieśni – mężczyźni nadal aktywnie śpiewają, będąc narażeni na ryzyko porażenia muchą. Można przypuszczać, że dobór płciowy jest tak silny w tych populacjach, że jego nacisk przewyższa presję doboru naturalnego.

Powstaje pytanie: czy możliwe jest nawet opracowanie hawajskiego scenariusza na kontynencie? Prawdopodobieństwo mutacji prowadzącej do utraty głosu u świerszczy jest dość wysokie, ponieważ ta mutacja dotyczy tylko jednego genu. Powinno to odbywać się równolegle ze zmianą zachowania mężczyzn – muszą przejść z aktywnym prowadzeniu piosenki do tzw zachowań satelitarnej: pełzanie do innych śpiewających samców i czekać na przybycie kobiecego ciszy. To także dość realistyczne wydarzenie. Takie zachowanie zaobserwowano na przykład u innego gatunku krykieta amerykańskiego, Gryllus texensisktóry jest również aktywnie zainfekowany pasożytniczą muchą. Ale dodatkowo selektywność kobiet powinna być znacznie zmniejszona: powinny one wykazywać tolerancję dla głupich mężczyzn, łącząc się z nimi tak aktywnie, jak przy śpiewie. Taki spadek selektywności trudno sobie wyobrazić w dużej populacji kontynentalnej, gdzie zawsze dochodzi do napływu pełnoprawnych samców. Nie dziwi zatem, że biologowie nie byli w stanie wykryć spadku aktywności akustycznej w krykiecie G. lineaticeps w Kalifornii.

Źródła:
1) Marlene Zuk, John T. Rotenberry, Robin M. Tinghitella. Pasożytnicza populacja pola świerszczy Listy biologiczne. 2006. V. 2 (4). P. 521-524.
2) Oliver M. Beckers, William E.Wagner Jr. Mniej rzucające się w oczy sygnały w polu krykieta // Zachowanie zwierząt. 2012. V. 84. str. 1457-1462.

Varvara Vedenina


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: