Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Чтобы спрятаться от паразитов, сверчки теряют голос

Спасаясь от паразитических мух, сверчки с островов Гавайского архипелага используют генетические инструменты.

Сверчки вместе с кузнечиками и цикадами входят в число самых известных поющих насекомых, но механизм пения у всех этих членистоногих певцов разный. Если говорить о сверчках, то их «инструмент» – это крылья: зазубренный край в основании одного из них трётся о жилку на другом, и в результате получается стрекочущий звук. Примерно то же самое происходит, когда мы проводим пальцем по зубьям расчёски; у сверчков этот звук дополнительно усиливается специальными анатомическими приспособлениями и манерой исполнения.

Песни на крыльях исполняют самцы: ночное стрекотание сверчка – это сигнал потенциальной партнёрше и одновременно предостережение конкурентам. Однако у самцов сверчков Teleogryllus oceanicus на Гавайях оказался ещё один слушатель, и при том крайне нежелательный – паразитическая ежемуха Ormia ochracea. Вообще ежемухи, или тахины, специализируются на паразитизме, откладывая яйца в других насекомых. O. ochracea выбрала для размножения сверчков: её личинка проникает в тело хозяина и развивается в нём 7-10 дней, постепенно убивая сверчка.

На Гавайских островах оба вида встретились в конце ХХ века: сверчки T. oceanicus пришли из Океании, ежемуха – из Северной Америки. Столкнувшись с паразитарной угрозой, сверчки приняли решение замолчать. Разумеется, это было не волевое решение насекомых, а эволюционное: среди сверчков преимущество получили самцы с мутациями, которые меняли строение крыльев, делая звукоизвлечение невозможным. С крыльев исчезали выступы и неровности, благодаря которым генерировался звук, но на способности к полёту это никак не сказывалось. В 2006 году Марлен Зук (Marlene Zuk) из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что 95% самцов T. oceanicus на острове Кауаи «утратили голос». Для такой перестройки понадобилось всего 20 поколений насекомых; просто ничтожное время, если судить по обычным эволюционным меркам.

Спустя два года исследователи заметили, что сверчки начали умолкать и на острове Оаху, который находится в 101 километре от острова Кауаи; сейчас там молчит уже половина сверчков. То, что в двух популяциях проявился один и тот же признак, исследователей сильно заинтересовало.

Поначалу они предположили, что мутантные сверчки просто перебрались с одного острова на другой с невольной помощью человека, например, на самолётах или судах. Но потом, когда молчащих сверчков с двух островов сравнили между собой, оказалось, что они сильно отличаются друг от друга: например, по сравнению с самцами с острова Кауаи сверчки с острова Оаху потеряли заметно меньше анатомических структур, необходимых для стрекотания.  

Анатомические сравнения исследователи подкрепили сравнением генетическим. Анализ ДНК показал, что изменения в генах, которые привели к изменению в крыльях, отличались у сверчков с разных островов. То есть одна и та же проблема была решена различными способами. Свои результаты Марлен Зук и её коллеги опубликовали в Current Biology.  

Конечно, возникает вопрос, как самцы компенсировали эти мутации в брачном поведении, ведь с помощью стрекотания самцы призывали самок, и теперь искать партнёрш для них, надо думать, стало гораздо труднее. Однако на самом деле в этом исследовании главное не сверчки – это едва ли не единственный случай, когда биологи могут наблюдать конвергентную эволюцию в реальном времени. Про этот тип эволюции обычно говорят в случае разных видов, которые приобрели сходные признаки под влиянием сходных условий среды (как, например, бражник и колибри, похожим образом зависающие над цветком). Но можно говорить и о конвергенции разных популяций одного и того же вида, как, например в случае со сверчками. Эволюция в общем представлении – процесс чрезвычайно долгий, и в реальном времени мы можем наблюдать её только на бактериях, дрожжах и других микроорганизмах. И часто эволюционные описания имеют характер объяснений того, что уже случилось.

  Но, как видим, иногда эволюцию «больших организмов» вполне можно увидеть в течение очень небольшого времени, как это произошло с конвергенцией сверчков. Это позволяет изучить самое начало эволюционного процесса, что почти невозможно сделать, наблюдая за животными в их естественной среде.

Здесь можно вспомнить другое исследование, выполненное биологами из Университета Род-Айленда – они сумели сравнить действие на популяцию двух мощных эволюционных факторов, естественного отбора и эффекта основателя, заселив ящерицами анолисами опустошённый бурей остров. Тут тоже удалось увидеть эволюцию в реальном времени, однако в этом случае эксперимент был всё-таки не природный, а сконструированный исследователями.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: www.nkj.ru

Статьи по теме