Cверчки: заговор молчания

Cверчок Teleogryllus oceanicus

Cвер­чок Teleogryllus oceanicus

Эво­лю­ция тво­рит­ся на наших гла­зах. Сверч­ки, для кото­рых стре­ко­та­ние ста­ло смер­тель­но опас­ным, все­го за 20 поко­ле­ний утра­ти­ли спо­соб­ность изда­вать зву­ки. Неслы­хан­но корот­кий срок, осо­бен­но если учесть, что сво­и­ми «пес­ня­ми» сверч­ки под­ма­ни­ва­ют и оча­ро­вы­ва­ют сам­ку. Теперь они уха­жи­ва­ют мол­ча.

Эта исто­рия нача­лась в кон­це про­шло­го века, когда на Гавай­ских ост­ро­вах встре­ти­лись два завоз­ных вида: поле­вые сверч­ки Teleogryllus oceanicus из Австра­лии и ост­ро­вов Тихо­го оке­а­на и малень­кие мухи Ormia ochracea из Север­ной Аме­ри­ки. Сам­цы сверч­ков по ночам стре­ко­чут, при­вле­кая самок. К сожа­ле­нию, на эти же зву­ки летят и O. ochracea, они откла­ды­ва­ют яйца на покро­вы сверч­ков, а личин­ки, кото­рые из них выво­дят­ся, вгры­за­ют­ся в тело хозя­и­на и поеда­ют его. Насе­ко­мое гиб­нет за неде­лю.

С 1991 года T. oceanicus на Гавай­ских ост­ро­вах изу­ча­ет Мар­лен Зак (Marlene Zuk) из Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Ривер­сай­де (University of California Riverside). Сверч­ки живут на трех ост­ро­вах: Кау­аи, Оаху и Гавайи. Силь­нее все­го мухи одо­ле­ва­ли сверч­ков Кау­аи, в кон­це 90-х годов они пара­зи­ти­ро­ва­ли уже на тре­ти сам­цов. Каза­лось, что ост­ров­ной попу­ля­ции при­шел конец,однако вышло ина­че. Сна­ча­ла у сверч­ков изме­ни­лась струк­ту­ра пес­ни, а потом они замолк­ли. В 2001 году Мар­лен Зак еще слы­ша­ла их стре­ко­та­ние, в 2003 году на ост­ро­ве сто­я­ла тиши­на. При этом T. oceanicus были мно­го­чис­лен­ны и пре­крас­но себя чув­ство­ва­ли.

Электронная  микрофотография крыльев T. oceanicus у нормальных самцов (а), самцов flatwing (в) и самок (с). (Фото из статьи Zuk et al.)

Элек­трон­ная мик­ро­фо­то­гра­фия кры­льев T. oceanicus
у нор­маль­ных сам­цов (а), сам­цов flatwing (в) и самок (с). (Фото из ста­тьи Zuk et al.)

Сверч­ки стре­ко­чут, поти­рая друг о дру­га рельеф­ны­ми кры­лыш­ка­ми, на кото­рых есть осо­бые взду­тые жил­ки с зуб­чи­ка­ми и скреб­ки. При тре­нии скреб­ка о зуб­чи­ки воз­ни­ка­ет звук: буд­то ног­тем про­во­дят по рас­чес­ке. Ока­за­лось, что у всех без­молв­ных сверч­ков Кау­аи зуб­чи­ки на кры­льях почти исчез­ли, а немно­гие остав­ши­е­ся умень­ши­лись в раз­ме­рах и рас­по­ло­же­ны под углом, исклю­ча­ю­щим про­из­вод­ство зву­ков. Мута­ция полу­чи­ла назва­ние flatwing, посколь­ку кры­лья у насе­ко­мых утра­ти­ли рельеф. Одна­ко для поле­та они годят­ся. В 2003 году у 96% сам­цов T. oceanicus были плос­кие кры­лья.

Скре­щи­ва­ния, кото­рые про­ве­ли иссле­до­ва­те­ли, пока­за­ли, что flatwing вызва­на изме­не­ни­ем в един­ствен­ном гене, рас­по­ло­жен­ном на поло­вой Х-хро­мо­со­ме (у самок сверч­ков две Х-хро­мо­со­мы, у сам­ца одна, а Y-хро­мо­со­мы нет). Как любая мута­ция, flatwing может воз­ник­нуть в любой попу­ля­ции, но на Кау­аи она закре­пи­лась в резуль­та­те силь­но­го дав­ле­ния отбо­ра. Сред­ство ока­за­лось эффек­тив­ным: из 122 сам­цов, пой­ман­ных в 2003 году, лишь один был зара­жен личин­ка­ми O. ochracea.

Спу­стя два года, в 2005 году, плос­ко­к­ры-лые сам­цы сверч­ков появи­лись на ост­ро­ве Оаху, уда­лен­ном на 101 км от Кау­аи. К насто­я­ще­му вре­ме­ни почти поло­ви­на из них без­молв­ству­ет. Появ­ле­ни­ем немых сверч­ков в раз­ных попу­ля­ци­ях заин­те­ре­со­ва­лись спе­ци­а­ли­сты из шот­ланд­ско­го Инсти­ту­та Сент-Энд­рю­са (University of St Andrews) под руко­вод­ством Ната­на Бей­ли (Nathan Bailey), кото­рые при­со­еди­ни­лись к иссле­до­ва­ни­ям Мар­лен Зак.

Сна­ча­ла уче­ные пред­по­ло­жи­ли, что плос­ко­кры­лые сверч­ки про­сто мигри­ро­ва­ли на Оаху с сосед­не­го ост­ро­ва. Одна­ко их кры­лья настоль­ко отли­ча­ют­ся от кры­льев flatwing на Кау­аи, что раз­ни­ца замет­на нево­ору­жен­ным гла­зом. Сверч­ки Оаху сохра­ни­ли гораз­до боль­ше стре­ко­таль­ных при­спо­соб­ле­ний. Скре­щи­ва­ния и ана­лиз после­до­ва­тель­но­стей ДНК под­твер­ди­ли, что flatwing на Оаху име­ют иную при­ро­ду, чем на Кау­аи. В этом слу­чае мута­ция так­же про­изо­шла в един­ствен­ном гене, рас­по­ло­жен­ном на Х-хро­мо­со­ме, но это либо дру­гой ген, либо дру­гой уча­сток того же гена. Сей­час иссле­до­ва­те­ли уточ­ня­ют, какие имен­но после­до­ва­тель­но­сти изме­ни­лись у сверч­ков и не вли­я­ют ли эти изме­не­ния на дру­гие при­зна­ки .

Крылья самцов flatwing с разных островов легко различить невооруженным глазом. у сверчков с острова Кауаи они напоминают крылья самок. (Фото из статьи Pascoal et al., по www.vesti.ru)

Кры­лья сам­цов flatwing с раз­ных ост­ро­вов лег­ко раз­ли­чить нево­ору­жен­ным гла­зом. у сверч­ков с ост­ро­ва Кау­аи они напо­ми­на­ют кры­лья самок. (Фото из ста­тьи Pascoal et al., по www.vesti.ru)

Мол­ча­ние надеж­но защи­ти­ло T. oceanicus от пара­зи­тов, но им ведь и раз­мно­жать­ся надо. Стре­ко­та­ни­ем самец под­ма­ни­ва­ет сам­ку, а когда она при­бли­зит­ся, испол­ня­ет для нее «песнь уха­жи­ва­ния». Это обя­за­тель­ный риту­ал, без кото­ро­го сам­ка не поз­во­лит парт­не­ру при­сту­пить к спа­ри­ва­нию. Без­молв­ные насе­ко­мые уха­жи­ва­ют за дама­ми под чужие пес­ни. Даже на Кау­аи 4% сам­цов еще стре­ко­чут. Мол­чаль­ни­ки зата­и­ва­ют­ся побли­зо­сти (сред­нее рас­сто­я­ние состав­ля­ет око­ло 75 см), дожи­да­ют­ся появ­ле­ния сам­ки и выле­за­ют из укры­тия. Такое же пове­де­ние харак­тер­но для сверч­ков Gryllus texensis, на кото­рых O. ochracea пара­зи­ти­ру­ют на родине, в Аме­ри­ке. Там один самец поет, а несколь­ко под­жи­да­ют сам­ку мол­ча, усев­шись при­мер­но в мет­ре от пев­ца.

Оста­ет­ся загад­кой, как без­глас­ные T. oceanicus удер­жи­ва­ют вни­ма­ние самок. В дру­гих местах самец без пес­ни уха­жи­ва­ния обре­чен на без­бра­чие, на Кау­аи и Оаху сам­ки при­ни­ма­ют мол­ча­ли­вых парт­не­ров. Воз­мож­но, на ост­ро­вах, где сверч­ков пона­ча­лу было немно­го, сам­ки ста­ли менее при­ве­ред­ли­вы, ина­че они рис­ко­ва­ли не най­ти под­хо­дя­ще­го сам­ца. К тому же их потом­ство от плос­ко­кры­лых отцов тоже будет мол­ча­щим и, сле­до­ва­тель­но, защи­щен­ным от ужас­ных мух.

Уче­ные пола­га­ют, что сам­цы, лишен­ные воз­мож­но­сти стре­ко­тать, в бли­жай­шее вре­мя раз­ра­бо­та­ют дру­гой спо­соб заявить о себе, напри­мер феро­мо­ны. T. oceanicus выде­ля­ют угле­вод­ные соеди­не­ния. Иссле­до­ва­те­ли уста­но­ви­ли, что сам­ки раз­ли­ча­ют по запа­ху выде­ле­ния сам­цов и самок, реа­ги­ру­ют на запах сам­цов, при­чем хими­че­ские сиг­на­лы нор­маль­ных сам­цов и сам­цов flatwing при­вле­ка­ют их в рав­ной сте­пе­ни. Не исклю­че­но, что они про­дол­жат раз­ви­вать хими­че­скую сиг­на­ли­за­цию. Как бы то ни было, про­бле­му обще­ния полов они пока реша­ют весь­ма успеш­но.

Что каса­ет­ся O. ochracea, то на Гавай­ских ост­ро­вах для них нет аль­тер­на­тив­ных хозя­ев. Воз­мож­но, они вымрут, если сверч­ки окон­ча­тель­но замол­чат. Или сохра­нят­ся в неболь­шом коли­че­стве, посколь­ку плос­ко­кры­лость не слу­жит абсо­лют­ной защи­той. На ост­ро­ве Гавайи, так­же засе­лен­ном T. oceanicus, но почти не стра­да­ю­щем от мух, в 2010 году 2% сам­цов уже не стре­ко­та­ли. Уче­ным еще пред­сто­ит разо­брать­ся, какая мута­ция вызва­ла у них плос­ко­кры­лость. Но если мухи напа­дут на ост­ров, гене­ти­че­ский задел у тамош­них сверч­ков уже есть.

Слу­чай с гавай­ски­ми сверч­ка­ми инте­ре­су­ет уче­ных как уди­ви­тель­ный при­мер кон­вер­гент­ной эво­лю­ции, при­чем неве­ро­ят­но быст­рой – все­го за несколь­ко лет в раз­ных попу­ля­ци­ях неза­ви­си­мо воз­ник­ли раз­ные мута­ции, при­вед­шие к сход­ным изме­не­ни­ям. Что ж, ост­ро­ва все­гда были сокро­вищ­ни­цей для эво­лю­ци­о­ни­стов. Зем­ля­ные вьюр­ки Гала­па­гос­ских ост­ро­вов упо­мя­ну­ты во всех учеб­ни­ках как нагляд­ный при­мер дивер­ген­ции вида в раз­ных усло­ви­ях оби­та­ния. Не исклю­че­но, что ско­ро достой­ное место рядом с ними зай­мут гавай­ские сверч­ки – обра­зец кон­вер­ген­ции.

Zuk M., Rotenberry J.T., Tinghitella RM. Silent night: adaptive disappearance of a sexual signal in a parasitized population of field cricket. Biol. Lett. 2006; 2: 521–524. doi:10.1098/rsbl.2006.0539 . Pascoal S., Cezard T., Eik-Nes A, Gharbi K., Majewska J., Payne E., Ritchie G., Zuk M., Bailey N.W. Rapid convergent evolution in wild crickets. Current Biology. 2014. doi:10.1016/j.cub.2014.04.053 Gray B., Bailey N.W., Poon M., Zuk M. Multimodal signal compensation: Do field crickets flexibly shift sexual signaling modality after the evolutionary loss of acoustic communication? Animal Behaviour. 2014. doi: 10.1016/j. anbehav.2014.04.033

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , ,

 

3 комментария

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com