Когато метеорологичните промени, мъжки и женски пеперуди могат да разменят ролите

В африканските пеперуди Bicyclus anynana оцветяване и навиците за съвкупление мъже и жени, зависи от условията, в които ларвите се развиват. При високи температури, съответстващи на дъждовния сезон, ултравиолетова чифтосване модел на крилете на мъжкото става по-светли мъже активно се грижат за жените и те демонстрират селективност.

Фиг. 1. Сезонна диморфизъм в пеперуди Bicyclus anynana. А - жени WS (дъждовен сезон), B - женски DS (сухия сезон), С - жени WS, D - мъжки WS, Е - женски DS, F - мъжки DS. Образът на статията в процес на обсъждане в науката

През сухия сезон женските са безразборни и себе си да се грижи за взискателните и по-малко ярко оцветени мъже. Както се оказа, в същото време все още имам пеперуди и визия. В дъждовния сезон чувствителни женски генната експресия фоточувствителни протеини - opsins - увеличен в сравнение с жени, родени в сухия сезон и сухия сезон чувствителни мъже имат по-голям зрителния орган (сложните структурни единици насекоми око). Това е в съответствие с това, което взискателен етаж изисква набито око за разграничаване на достойнствата на потенциални партньори, а безразборно секс може да "спаси" във визията. Въпреки това, от размера на окото не е засегната: очите на мъжете винаги са по-големи от женските, а през дъждовния сезон и при двата пола око повече, отколкото в сухи. Очевидно, секс и сезонен диморфизъм в структурата на окото се контролират не само от сексуалния подбор.

Много живи същества, на базата на същия генотип могат да се развият няколко алтернативни фенотипа, както и избора на път на развитие, се определя от условията на околната среда. Това явление се нарича polifenizmom. Типичен пример polifenizma - каста в социалните насекоми.

Африкански пеперуди Bicyclus anynana характеристика сезонен polifenizm. В Малави, където живеят два сезона: сух и дъждовен. Съответно, има две форми на пеперудите: DS (сух сезон, сух сезон) и WS (влажния сезон, дъждовния сезон). Ако ларвите развиват при температура под 19 ° С (което съответства на сухия сезон), те са получени от пеперуда DS, при температура над 24 ° С - WS. Форми се различават значително по цвят, по-специално на схемата на долната страна на крилото (Фиг. 1 А, В).

Миналата година, Антъни Монтейро (Ant Ния Монтейро) и колегите си в университета в Йейл са открили изненадващ факт: Оказа се, че Б. anynana в зависимост от сезона се променя не само външния вид, но също така и други вредители, с мъже и жени всъщност разменят ролите ( Prudic и сътр., 2011).

Пеперуди WS стандартна ситуация: мъжките активно се грижат за жените, и те щателно избрали. Ухажването в Б. anynana строго за ритуалната: гадже седи в полезрението на женската от и с бързи темпове се отваря и затваря с криле, показвайки "очите" на горната страна на предните калници. От всички украшение ключова роля в съблазняването на партньора си играе малка ярка бяла "ученик" в центъра на окото, което отразява светлината в ултравиолетовия диапазон. Ако боята му, мъжки става непривлекателен за жените. Така мъже не показват селективност. Женските имат същите очите от ултравиолетовите "ученици", но ако те са боядисани, женската не стане по-малко желателно: мъжките също ще активно се грижат за него, както и за всеки друг.

Пеперуди DS всичко се оказа точно обратното: жена пляскаше криле в предната част на мъжки и той старателно преценява дали достатъчно ултравиолетова нейните "ученици". И сега жената става равна на състоянието на очите на крилете на избрания от нея един. Това неочаквано откритие позволено да обясни присъствието на почти идентични модели на брак за жени и мъже.

Какво е най-адаптивен значението на сезонна инверсия на ролите на половете, а може да се каже само хипотетично. В насекоми, жените често са получени чрез сдвояване допълнителен "бонус" под формата на хранителни подаръци или някои хранителни вещества, които са част от семенната течност. Годни за консумация, подаръци пеперуди не са представени, но, както изглежда, мъжете предават DS женски с Spermatophores някои ценни вещества. Това се вижда от факта, че копулация с мъжки DS (но не и WS) увеличава продължителността на женския живот лишен от достъп до храна. В същото време средната продължителност на живота на мъжете копулация DS, а напротив, да окаже отрицателно влияние. WS мъжки пол не намалява живота, но също така и жени да се чифтосват с тях, не живеят по-дълго девственици.

Може би, в сухия сезон, когато храна за възрастни пеперуди малко мъже "подарък" е от женски пол важен инструмент, който подобрява преживяемостта на потомството. В резултат на това мъжете в сухия сезон стават "ограничен ресурс", за които жените трябва да се конкурират помежду си, което води до обръщането на ролите на половете.

През дъждовния сезон женската се предвижда. Оцеляване на потомството вече не е толкова зависима от мъжки принос, така че изберете "спаси" него. Сега мъжките по-изгодно да примами жени, по-малко инвестиции във всяка връзка. Затова дефицитът не е мъжки и женски репродуктивен живот. Мъжете започват да се конкурират за жени, които вече могат да popriverednichat. Подобно явление (инверсия и трансформация на полови роли в мъжки "Избор" етаж с липса на храна), показана експериментално скакалци чиито хранителен spermatophore е ценен инструмент за глад женски (D. Т. Gwynne & L. W. Simmons, 1990. Експериментални обръщане на ухажване роли в насекомо).

В новото изследване, Монтейро и нейните колеги, публикувани в списание BMC еволюционната биология на авторите се чудят, не се прилага, ако сезонен polifenizm в пеперуди Б. anynana също и от тяхното визуално възприятие. Авторите предполагат, че визията може да бъде по-добре развит в "избере" пол, защото той се нуждае от добро разбиране на нюансите на цветовете кандидати. "Козметика" Павел, напротив, може да спести малко на очите и светлочувствителни протеини - опсин - защото тяхното производство - е скъпо, и фоторецепторите на насекоми консумират много енергия, дори и в покой.

Изследователите ларви се отглеждат при 27 ° С, за да се получи пеперуди WS, и при 17 ° С, за да донесе DS пеперуди. Като начало, те тества дали различните "учениците" на крилата на двете форми на ултравиолетовата яркост на цветовете. Оказа се, че на полов диморфизъм и сезонни въз основа на това е в съответствие с теоретичните очаквания. Най-силно се отрази UV "ученици" на WS мъже (Пазачи и безскрупулни), следвани от женски DS, женските WS, и в крайна сметка, повечето без слънце "ученици" са характерни за мъжките DS (избираеми). Разликите в въпрос не са видими за човешкото око: ние имаме всички тези "ученици" се появи еднакво бяло.

Авторите в сравнение с размера на очите, големина на зрителния орган (елементарни единици комплекс око насекоми) и нивото на експресия на трите опсин гени при мъже и жени DS и WS. Въпреки че всяка от трите В. anynana специализирани opsins в своята дължина на вълната (така че те могат да бъдат наречени "UV", "син" и "жълто-зелено"), те са способни да възприемат бяло ултравиолетова радиация широк спектър усеща "зеница" ( Фиг. 2).

измерване на очите е само частично потвърди очакванията на авторите. Оказа се, че очите на мъжете винаги са по-големи от женските, и в рамките на всеки пол са по-големи в WS от ДС. Броят на зрителния орган при спазване на същите закони. Фактът, че претенциозните жени WS очите зрителния орган по-големи и по-големи от тази на безразборни женските DS, в съответствие с очакванията. Но при мъжете там е същото, а това е в противоречие с очакванията. зрителния орган размер е най-високата в дискриминират мъжете DS (както се очаква) - жени, на базата на съществували надеждни сезонни различия.

Нивото на изразяване и на трите опсин гени в очите на мъжете се оказа също толкова високо, независимо от сезона. Женските, а напротив, тя е обект на сезонни polifenizmu. Женски DS (грижи) се характеризират с намалено ниво на експресия на опсин гени. При жените, WS (избора) на по-висока от тази на мъжките ниво. Очевидно е, че жените всъщност "спести" на добър изглед, когато не е нужно да погледнем петна върху крилата на потенциални партньори. Мъжете, обаче, не са наблюдавани тези спестявания.

Така очакванията на авторите потвърдени само частично. Отговори на очакванията на сезонните промени в мъжките зрителния орган размер и ниво на проявление на опсин гени при женските. Промени в размера на окото, а броят на зрителния орган да изискват и други обяснения. Например, големи очи WS пеперуди могат да бъдат свързани с факта, че на дъждовния сезон е средата, в която те живеят пеперуди обикновено разнообразна и пеперуди себе си по-активно, така че те се нуждаят от рязко визия да търсят храна, партньори и да се избегне опасност. Или може би е изгодно да се "спаси" на скъпи визуални апарати в сухия сезон, когато основната задача - да го преживее.

Всичко това остава да бъде разследван. В същото време, авторите живеят на предположението, че полов диморфизъм и сезонна постройка в визуалните органи Б. anynana, вероятно е резултат от комплексното взаимодействие между сексуалния подбор, "нормално" естествен подбор и различни физиологични и ембриологични ограничения, стесняване обхвата на възможните адаптивни промени в зрителния апарат ,