Gdy zmienia się pogoda, samiec i samica motyle można przełączyć role

W afrykańskich motyli Bicyclus anynana ubarwieniu godowym i zachowań kobiet i mężczyzn zależy od warunków, w których rozwijają się larwy. Przy wysokich temperaturach odpowiadających porze deszczowej, gody ultrafioletowe wzór na skrzydłach samca staje się jaśniejsze mężczyźni aktywnie dbać o kobiety, a oni wykazują selektywność.

Rys. 1. Sezonowe dymorfizm w motyle Bicyclus anynana. A - kobiet WS (pory deszczowej), B - kobieta DS (pora sucha), C - kobieta WS D - WS samce, E - kobieta DS, M - mężczyźni DS. Obraz artykule przedmiotem dyskusji w Nauce

W porze suchej że kobiety są rozwiązłe i sami dbać o wymagających i mniej kolorowych samców. Jak się okazało, w tym samym czasie nadal mam motyle i wizji. W pory deszczowej wymagających ekspresji genu kobiety światłoczułych białek - opsins - zwiększona w porównaniu z kobietami urodzonych w suchym sezonie i suchym sezonie dla wymagających mężczyźni mają większą ommatidia (kompleks jednostki strukturalne owadów oczu). Jest to zgodne z tym, co wybredny podłoga wymaga oko rozróżnić zasługi potencjalnych partnerów, a seks masowe można „zaoszczędzić” na wizji. Jednak od wielkości oka nie ma wpływu: samce oczy są zawsze większe niż samice, aw porze deszczowej u obu płci oka więcej niż na suchym. Podobno seks i sezonowy dymorfizm w strukturze oka są kontrolowane nie tylko przez dobór płciowy.

Wiele żywe istoty na podstawie tego samego genotypu może rozwinąć kilka alternatywnych fenotypy, a wybór ścieżki rozwoju zależy od warunków środowiskowych. Zjawisko to nazywane jest polifenizmom. Typowym przykładem polifenizma - kasta u owadów społecznych.

motyle afrykańskie Bicyclus anynana charakterystyczne sezonowych polifenizm. W Malawi, gdzie żyją dwie pory roku: sucha i deszczowo. W związku z tym, istnieją dwie formy motyli DS (pora sucha, sezon suchy), a WS (pory deszczowej, pory deszczowej). Jeśli larwy rozwijają się w temperaturze poniżej 19 ° C (co odpowiada suchym sezonie), pochodzą one z DS motylkowe, w temperaturze powyżej 24 ° C - WS. Formy znacznie różnić kolorem, w szczególności wzoru na spodzie skrzydła (fig. 1 A, B).

W ubiegłym roku, Anthony Monteiro (Ant nia Monteiro) i jej koledzy z Uniwersytetu Yale odkryli zaskakujący fakt: okazało się, że B. anynana w zależności od pory roku zmienia się nie tylko wygląd, ale również współpracujące zachowanie, z samców i samic faktycznie włączają role ( Prudic et al., 2011).

Motyle WS standardowe sytuacja: mężczyźni aktywnie opieki nad kobietami, a oni starannie dobrane. Zaloty w B. anynana ściśle zrytualizowana: chłopak siedzi w polu widzenia samicy i w szybkim tempie otwiera i zamyka swoje skrzydła, pokazując „oczy” na górnej części przednich błotnikach. Od wszystkich kluczowych ornamentem roli w uwodzi swojego partnera odgrywa niewielką bielą „uczeń” w centrum oka, odbijające światło w zakresie UV. Jeśli jego farby, mężczyzna staje się nieatrakcyjne dla kobiet. Tak więc mężczyźni nie wykazują selektywność. Te kobiety mają takie same oczy przed UV „uczniów”, ale jeśli są zamalowane, kobieta nie staje się mniej pożądane: gdy mężczyźni będą również aktywnie dbać o niego, jak i dla innych.

Motyle DS wszystko okazało się odwrotnie: kobieta trzepotanie skrzydeł przed mężczyzną, a on skrupulatnie ocenia, czy wystarczająco dużo ultrafioletu jej „uczniom”. A teraz samica staje się równa stanu oczami na skrzydłach swojego wybrańca. To niespodziewane odkrycie pozwoliło wyjaśnić obecność prawie identycznych wzorów małżeństwa dla kobiet i mężczyzn.

Jakie jest znaczenie adaptacyjne sezonowej odwrócenie ról płciowych, podczas gdy można powiedzieć tylko hipotetycznie. U owadów, kobiety są często uzyskuje się przez parowanie dodatkowy „bonus” w postaci jadalnych prezentów lub niektórych składników odżywczych, które są częścią płynu nasiennego. prezenty jadalne motyle nie są prezentowane, ale, jak widać, mężczyźni przekazują DS samice z spermatoforów niektórych cennych substancji. Wynika to z faktu, że kopulacja z mężczyzną DS (ale nie WS) zwiększa długość życia samic pozbawionych dostępu do żywności. W tym samym czasie długość życia samców DS kopulacji, a wręcz przeciwnie, mają negatywny wpływ. WS płeć męska nie zmniejsza żywotność, ale również samic z nich nie żyją dłużej dziewice.

Być może, w porze suchej, kiedy pokarm dla dorosłych motyli mało mężczyzn „prezent” jest kobietą ważnym narzędziem, które zwiększa przeżywalność potomstwa. W rezultacie mężczyźni w porze suchej stać się „dobrem rzadkim”, dla których kobiety muszą konkurować ze sobą, co prowadzi do odwrócenia ról płciowych.

W porze deszczowej samica sama zapewnia. Przeżywalności potomstwa nie jest już tak uzależnione od wkładu męskiego, więc wybierając „zapisz” go. Teraz mężczyźni bardziej opłacalne, aby zachęcić kobiety, mniej inwestowanie w każdym ogniwie. W związku z tym, że deficyt nie jest samiec i samica życia reprodukcyjnego. Mężczyźni zaczynają konkurować o samice, które mogą teraz popriverednichat. Podobne zjawisko (inwersja i transformacji ról płciowych u mężczyzn „Wybór” podłogę z brakiem żywności) wykazano eksperymentalnie grasshoppers którego składnikiem odżywczym spermatoforów jest cennym narzędziem dla głodujących kobiet (D. T. Gwynne & L. W. Simmons 1990 doświadczalna odwrócenie ról zalotów na owady).

W nowym badaniu, Monteiro i jej współpracownicy, opublikowane w czasopiśmie BMC Evolutionary Biology, autorzy zastanawiać, nie ma zastosowania, jeżeli sezonowy polifenizm w motyle B. anynana także na ich wizualnej percepcji. Autorzy sugerują, że wizja może być bardziej rozwinięta w „wybierz” seksu, bo on potrzebuje dobrego zrozumienia niuansów kolorystycznych kandydatów. „Grooming” Paul, wręcz przeciwnie, można zaoszczędzić trochę na oczy i światłoczułych białek - opsyny - ponieważ ich produkcja - jest kosztowne, a fotoreceptory owadów zużywają dużo energii, nawet w stanie spoczynku.

Naukowcy Larwy hodowano w temperaturze 27 ° C w celu uzyskania motyle WS, a przy 17 ° C, aby doprowadzić motyle DS. Na początek, czy one testowane na różnych „uczniów” na skrzydłach dwóch form jasności ultrafioletowego koloru. Okazało się, że w sezonie dymorfizm płciowy i na tej podstawie jest zgodne z przewidywaniami teoretycznymi. Najsilniej odzwierciedla UV „uczniów” samce WS (opiekunów) i bez skrupułów, a następnie przez kobiety DS, WS te kobiety, i wreszcie, większość bezsłonecznym „uczniowie” są charakterystyczne dla mężczyzn DS (do wyboru). Różnice te nie są widoczne dla ludzkiego oka: mamy wszystkie te „uczniów” pojawiają się równie białe.

Autorzy porównali wielkość oczu, wielkość ommatidia (jednostki elementarne kompleks owad oka), a poziom ekspresji wszystkich trzech opsyny genów u mężczyzn i kobiet DS i WS. Pomimo, że każdy z trzech B. anynana wyspecjalizowane opsins przy długości fali (tak, że może być nazywany „UV”, „czerwony” i „zielono-żółty”) są w stanie dostrzec biały promieniowanie ultrafioletowe szerokie widmo odbite „źrenicy” ( Na fig. 2).

Pomiar oko jest tylko częściowo potwierdziły oczekiwania autorów. Okazało się, że samce oczy są zawsze większe od samic, a wewnątrz każdej z płci są większe niż w WS DS. Liczba ommatidia zastrzeżeniem tych samych przepisów. Fakt, że wymagający kobiety WS ommatidia oko większe i większe niż u samic DS masowych, zgodnie z oczekiwaniami. Ale u mężczyzn nie jest taka sama, a to jest sprzeczne z oczekiwaniami. ommatidia wielkość była najwyższa w dyskryminujące mężczyzn DS (zgodnie z oczekiwaniami) - kobiety na podstawie braku wiarygodnych różnic sezonowych.

Poziom ekspresji wszystkich trzech opsyny genów w oczach mężczyzn okazała się równie wysoka, niezależnie od pory roku. Te kobiety, wręcz przeciwnie, to podlega sezonowym polifenizmu. Samice DS (opiekuńcze) charakteryzują się zmniejszeniem poziomu ekspresji genów opsyny. U kobiet, WS (wybór) poziom tak wysokie, jak w przypadku samców. Podobno kobiety rzeczywiście „zapisz” na dobry widok, gdy nie trzeba patrzeć na plamy na skrzydłach potencjalnych partnerów. Mężczyźni jednak te oszczędności nie były przestrzegane.

Zatem oczekiwania autorów potwierdziły tylko częściowo. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom sezonowych zmian u mężczyzn ommatidia rozmiar i poziom ekspresji genów opsyny u samic. Zmiany wielkości oczu i liczba ommatidia wymagać innych wyjaśnień. Na przykład, duże oczy WS motyle mogą być związane z faktem, że pora deszczowa jest środowisko, w którym żyją motyle bardziej aktywnie na ogół zróżnicowane i motyle siebie, więc potrzebują ostre widzenie w poszukiwaniu żywności, partnerów i uniknąć zagrożeń. A może to jest korzystne, aby „uratować” na kosztownej aparatury wizualnej w porze suchej, kiedy głównym zadaniem - aby przetrwać.

Wszystko to pozostaje być zbadane. W międzyczasie, autorzy mieszkają na założeniu, że dymorfizm płciowy i struktura sezonowy w narządach wzrokowych B. anynana, prawdopodobnie wynikiem złożonej interakcji między doboru płciowego, „normalne” dobór naturalny i różnymi fizjologicznymi i embriologicznych ograniczeń, zawężając zakres możliwych zmian adaptacyjnych aparatu wzrokowego ,