Сообщество и Форум → Блог → Исследование Университета штата Юта: молодые самцы спешат к самке и проигрывают
Лев Белый, 14.06.2012 0:20
Мотыльки, как и многие другие насекомые, ориентируются на запахи в поиске пищи, места для кладки яиц и, конечно же, партнера для спаривания. Новое исследование, проведенное биологами Университета штата Юта, показало, как работает механизм запуска полета самцов, влекомых феромонами, которые распространяют готовые к спариванию самки. Исследователи провели ольфакторный эксперимент, в ходе которого подавали феромоны, и обнаружили, что мотыльки, почуяв запах, начинают разогревать летательные мышцы, чтобы поскорей отправиться в путь на поиски самки.
Оказалось, что самцы воодушевляются преждевременно, пытаясь взлететь, когда их тело еще недостаточно разогрето, как говорит руководитель эксперимента докторант Хосе Креспо (José Crespo).
Возникает вопрос: что эволюционно выгоднее — быть первым на старте или дольше разогреваться и лучше лететь? На него еще предстоит ответить будущим исследователям, так как Креспо наблюдал только за взлетами. «Важный момент — принятие решения, которое исходит от зрительного или обонятельного стимулирования восприятия. Таким образом мы узнаем, как животные принимают решения». — говорит Креспо.
Рабочая группа Креспо использовала в эксперименте бабочек совки Helicoverpa zea, семейство которых насчитывает более 35000 видов. Ученые выбрали для работы именно этих бабочек, так как они наносят большой вред сельскому хозяйству, и на их примере можно увидеть, как мозг насекомого обрабатывает «запаховые» сигналы.
Гусеницы Helicoverpa zea за уничтожение кукурузы прозваны corn ear worm, хотя иногда их называют и другими именами, в зависимости от той культуры, которую они поедают. Эксперимент Креспо поможет развитию нетоксичных методов, направленных на уменьшение репродукции этих бабочек без использования пестицидов.
Каждый вид в этом огромном семействе совок распространяет смесь запахов, которая может содержать до пяти феромонов. «Представьте себя внутри этой вавилонской башни, где у каждого вида куча «феромонного» шума в личном информационном поле. Причем сигналы разных видов схожи, хотя виды действительно разные. — говорит один из основных авторов исследования Нейл Викерс, заведующий кафедрой биологии университета. — Самцы должны правильно расшифровать нужные сигналы, неверный ход может дорогого стоить. Если самец ошибочно выбрал для спаривания бабочку другого вида, они уже не могут расцепиться».
Самцам нужно не только правильно выбрать самку, но и опередить конкурентов в гонке за продолжением потомства. В естественном отборе выигрывают те, кто прибыл вовремя и успел «занять место в строю».
Для эксперимента Креспо использовал аэродинамическую трубу длиной в 30 см. Он помещал один из шести запахов на наветренную сторону картонного бокса, которая обдувалась ветром силой около 0,45 м/с в направлении самцов, ни разу не имевших контакта с самкой. Одним из использованных запахов был типичный сексуальный возбудитель бабочек H. zea. Креспо наблюдал за тем, сколько времени занимает подготовка к полету, во время которой самцы сокращали перекрестные летательные мышцы, заставляя их дрожать, и таким образом разогревались. Он отслеживал изменения температуры тела, записывая процесс на инфракрасную видеокамеру.
На втором этапе исследования Креспо фиксировал подъемную силу самцов при разных температурах тела. Он помещал бабочек внутрь небольшого полистиролового шара и привязывал их к силомеру. Кидая шар вниз, он заставлял их взлетать и отрываться от силомера. Оказалось, что оптимальная температура тела для хорошего полета — около 32,2°C градусов, в то время как в «феромонном» тесте самцы, почуяв запах, взлетали, разогревшись, в среднем, до 27,7°C градусов.
«Летательные мышцы насекомых — одни из самых энергозатратных у животных. Для полета им нужно использовать много кислорода и выработать энергию. — говорит Викерс. — Решение отправиться в путь за самкой не из простых, так как от самца это требует больших усилий».
Результаты исследования, проведенного при поддержке Национального научного фонда (National Science Foundation) и Национальных институтов здравоохранения (National Institutes of Health), были опубликованы 7 июня в британском журнале The Journal of Experimental Biology. Соавтором исследования также выступил биолог Университета штата Юта Франц Голлер.
По материалам The Salt Lake Tribune, http://www.sltrib.com
Фото: Хосе Креспо и одна из экспериментальных бабочек H. zea, Рик Эган (Rick Egan), http://www.sltrib.com
Все посты по темам: вопрос-ответ, Вредители, наука, США
Зарегистрируйтесь на сайте и/или зайдите в свой аккаунт, чтобы загружать новые сообщения и комментарии.
* По умолчанию переводом комментариев c русского на английский занимается администрация сайта. Если вы хотите по максимуму сохранить авторский стиль либо просто облегчить жизнь переводчику — скопируйте текст вместе с тегами из окна с русским комментарием, вставьте его в окно английского и замените русский текст на английский, сохранив теги.
