Комары передают по наследству своим сыновьям способность изменять частоту брачной песенки
Недавно стало известно, что комары могут активно изменять частоту своих акустических брачных сигналов, когда самка и самец оказываются близко друг от друга. Причем задача перед ними оказывается не такая простая, поскольку самка и самец имеют разную основную частоту звука. Поэтому подстраивают они гармоники, причем так, что более низкая (например, вторая) гармоника самца совпадает с более высокой (например, третьей) гармоникой самки. Те же авторы, которые открыли этот феномен, решили выяснить, предпочитают ли самки «музыкальных» самцов, то есть тех, которые умело подстраиваются под самку, или им всё равно. Оказалось, что не только с самими музыкальными самцами чаще спариваются самки, но и сыновья этих самцов имеют больший успех у самок, чем сыновья «тугоухих» отцов.
У многих животных самки выбирают самцов, которые могут обеспечить их наибольшими материальными ресурсами. Самцы, в свою очередь, соревнуются между собой, предлагая самкам либо пищевые ресурсы, либо качественную территорию для гнездования или поиска пищи, либо заботу о потомстве. В результате самка получает прямую выгоду в виде повышения собственной жизнеспособности и плодовитости. Однако известно немало примеров, когда самцы не предлагают самке ни пищи, ни территории, ни заботы о потомстве. При этом самки всё равно предпочитают одних самцов другим, то есть тоже осуществляют выбор. Считается, что самка может получать непрямую выгоду, то есть не она сама, а ее потомство оказывается более жизнеспособно и плодовито. По какому принципу тогда самка выбирает самца? Одна из гипотез, так называемая гипотеза хороших генов, или гандикапа (см. Handicap principle), предполагает, что сигнал ухаживания самца содержит информацию о качественных генетических свойствах, которые могут передаваться потомству.
У комаров Aedes aegypti, как у многих других представителей этих двукрылых, спаривание происходит в роях, которые обычно формируются около теплокровных животных. A. aegypti роятся, как правило, рядом с человеком. Такие рои образуют в основном самцы, а одиночные самки время от времени залетают в них для спаривания, которое происходит в воздухе достаточно быстро. До последнего времени считалось, что ухаживание как таковое отсутствует у комаров.
Всем известно, что комары издают акустические сигналы, вибрируя крыльями в полете. Давно было показано, что основная частота акустических сигналов различается у самцов и самок. Но совсем недавно было открыто, что самцы и самки активно модулируют частоту полета, подстраивая свои гармонические частоты (см.: Сator et al., 2009; Warren et al., 2009). Гармонические частоты — это те частоты, которые кратны частоте основного тона (тона, соответствующего наименьшей частоте в наборе частот данного звука). Поскольку основная частота у самцов и самок отличается, то у A. aegypti подстройка осуществляется между третьей гармоникой самки и второй самца, или второй гармоникой самки и основной частотой самца. У другого вида, Culex quinquefasciatus, может быть иное сочетание подстраиваемых гармоник (рис. 1).
Биологи из Корнелловского университета решили исследовать, является ли такая замечательная подстройка звуковых частот у комаров A. aegypti сигналом ухаживания и получает ли самка комара какую-либо выгоду при спаривании с «музыкальным» самцом, то есть с тем, кто хорошо подстраивается под ее сигнал. Авторы решили посчитать как прямую, так и косвенную выгоду для самки, а также наследуемость подстройки частот.
Самку приклеивали за переднеспинку клеем на человеческий волос (рис. 2). При этом самка могла летать и, соответственно, издавать звук. Это называется «закрепленный полет». Если самец подлетал к самке и собирался копулировать, а самка была не расположена к этому, она либо отталкивала его ногами, либо держала его ногами таким образом, что он не мог с ней спариться. Для измерения прямой выгоды каждую самку после спаривания с одним самцом помещали в отдельный садок и наблюдали за ее поведением, давали ей отложить яйца. Затем считали количество яиц, а также фиксировали время гибели самки. Для исследования непрямой выгоды отдельно выращивали потомство из яиц, собранных от пар с подстройкой частот и без подстройки. Взрослых самцов — потомков первого поколения (F1) — индивидуально метили краской. В экспериментах участвовало по 5 самцов F1 из каждой группы, и эти 10 самцов выпускались в садок, где находилось две самки. Причем всякий раз одна самка была крупная, а другая мелкая — чтобы был выбор для самцов разных размеров. Копулирующие пары сразу изымали из садка и подсаживали новых, чтобы сохранялись исходные пропорции. Во всех этих экспериментах записывали акустические сигналы каждой пары. Чтобы выявить наследуемость частотной подстройки, авторы сравнили процент особей, которые подстраивали частоту, среди отцов и их сыновей.
Из 41 копулировавшей пары 29 пар подстраивали частоту своих сигналов (рис. 2b). Таким образом, достоверно большее число пар образовывалось после частотной подстройки. Прямой выгоды от частотной подстройки для самки авторы не обнаружили. Жизнеспособность самки и общее количество отложенных ее яиц достоверно не различались в двух группах. Зато была обнаружена непрямая выгода. Из 106 пар, которые образовали сыновья, 71 пара включала сыновей от «музыкальных» отцов. То есть сыновья тех отцов, которые успешно подстраивали свою частоту под частоту самки, оказались на редкость успешны в образовании пар и, соответственно, в оставлении потомства. Авторы нашли также, что такое поведение наследуется: 59% «тугоухих» сыновей происходили от таких же отцов, которые не подстраивались под частоту самки, а 52% музыкальных сыновей имели музыкальных отцов.
В статье всё время говорится о самцах, которые могут или не могут подстраиваться под частоту самок. В то же время авторы под конец пишут, что очень часто схождение гармоник происходило одновременно, и не всегда было понятно, кто инициатор этого процесса. Авторы всё-таки считают, что инициатор — самец, так как самки чаще отвергали самцов, не способных подстроиться.
Итак, по мнению авторов, приспособленность самок, которые копулируют с музыкальными самцами, выше, так как они получают непрямую выгоду от спариваний с такими самцами. Их сыновья оказываются успешнее в нахождении брачного партнера. Кроме того, из этих экспериментов следует замечательный вывод: у комаров, оказывается, есть ухаживание, о чём раньше не подозревали. Это означает, что у комаров более сложная коммуникация, чем считалось ранее, и что они могут быть объектами исследования действия полового отбора. Учитывая результаты этой работы, мы пока не можем сказать, какая из гипотез полового отбора наиболее подходит в данном случае. Согласно гипотезе хороших генов, оба пола должны получать преимущество в результате предпочтений определенных параметров брачного сигнала. Однако в работе исследовались только сыновья, а не дочери. Авторы обещают их исследовать в следующей работе.
Источник: Lauren J. Cator, Laura C. Harrington. The harmonic convergence of fathers predicts the mating success of sons in Aedes aegypti // Animal Behaviour. 2011. V. 82. P. 627–633.
Варвара Веденина
Последние новости
