Atunci când vremea se schimbă, de sex masculin și feminin fluturi pot schimba rolurile

În fluturi din Africa Bicyclus anynana comportamentul de împerechere a colorației și bărbați și femei depinde de condițiile în care se dezvoltă larvele. La temperaturi ridicate corespunzătoare sezonului ploios, model de ultraviolete de împerechere pe aripile masculul devine masculi mai luminoase de îngrijire în mod activ pentru femei, și ei prezintă selectivitate.

Fig. 1. dimorfism sezoniere în fluturi Bicyclus anynana. A - WS feminin (sezonul ploios), B - DS femele (sezon uscat), C - WS feminin, D - WS de sex masculin, E - DS feminin, F - DS de sex masculin. Imaginea articolului în discuție în domeniul științei

În sezonul uscat, femelele sunt promiscue și să se aibă grijă de masculi mai puțin exigent și viu colorate. După cum sa dovedit, în același timp, încă mai am fluturi și viziune. In sezonul ploios pretențios expresia genelor femele proteine ​​fotosensibile - opsine - a crescut în comparație cu femelele născute în sezonul uscat și sezonul uscat masculi pretențios au o mai mare ommatidia (unități structurale complexe ochi de insecte). Acest lucru este în concordanță cu ceea ce etaj pretențios necesită un ochi dornici de a distinge meritele potențialilor parteneri, în timp ce sexul fără discernământ poate „salva“, în viziunea. Cu toate acestea, cu privire la dimensiunea ochiului nu este afectat: masculii ochii sunt întotdeauna mai mari decât femelele, iar în sezonul ploios în ambele sexe ochi mai mult decât în ​​uscat. Aparent, sexul și dimorfism sezonieră în structura ochiului sunt controlate, nu numai prin selecție sexuală.

Multe ființe vii, pe baza aceluiași genotip poate dezvolta mai multe fenotipuri alternative, precum și alegerea calea de dezvoltare este determinată de condițiile de mediu. Acest fenomen se numește polifenizmom. Un exemplu tipic polifenizma - castă în insecte sociale.

fluturi africani Bicyclus anynana polifenizm sezoniere caracteristice. În Malawi, în cazul în care ei trăiesc două sezoane: uscat și ploios. Prin urmare, există două forme de fluturi: DS (sezon uscat, sezon uscat) și WS (sezonul umed, sezonul ploios). În cazul în care larvele se dezvolta la o temperatură sub 19 ° C (ceea ce corespunde unui sezon uscat), acestea sunt derivate din DS fluture, la o temperatură de peste 24 ° C - WS. Formele variază foarte mult în culoare, în special a modelului de pe partea inferioară a aripii (Fig. 1 A, B).

Anul trecut, Anthony Monteiro (Ant nia Monteiro) si colegii sai de la Universitatea Yale au descoperit un fapt surprinzător: sa dovedit că B. anynana în funcție de sezon se schimba nu numai aspectul, dar, de asemenea, de împerechere comportament, cu bărbați și femei trec de fapt roluri ( Prudic și colab., 2011).

Fluturi WS Situația standard: masculi activ pentru îngrijirea femelele, și au ales cu meticulozitate. Curtarea în B. anynana strict ritualizate: prietenul stă într-un câmp de vedere feminin și într-un ritm rapid deschide și se închide aripile sale, arătând „ochii“ pe partea superioară a aripilor față. Din toate rol-cheie ornament în seducatoare partenerul tau joaca un mic „elev“ alb strălucitor în centrul ochiului, reflectând lumina în domeniul ultraviolet. În cazul în care vopseaua lui, masculul devine neatractiv pentru femei. Astfel, masculii nu demonstrează selectivitate. Femelele au aceiași ochi de la „elevi“ cu raze ultraviolete, dar în cazul în care acestea sunt pictate peste, femela nu devine mai puțin de dorit: de asemenea, masculii vor avea grijă de ea în mod activ, precum și pentru orice alte.

Butterflies DS totul sa dovedit contrariul: de sex feminin da din aripi în fața unui bărbat, și el evaluează meticulos dacă ultraviolete suficient de „elevi“ ei. Și acum femela devine egală cu starea ochilor pe aripile una aleasă. Aceasta descoperire neașteptată a permis de a explica prezența unor modele aproape identice de căsătorie pentru femei și bărbați.

Care este semnificația adaptiva a inversiune sezoniere a rolurilor de gen, în timp ce se poate spune doar ipotetic. La insecte, femelele sunt adesea obținute prin asocierea unui „bonus“ suplimentar sub formă de cadouri comestibile sau unele substante nutritive care fac parte din lichidul seminal. Cadouri comestibile fluturi nu sunt prezentate, dar, aparent, masculi transmit femele DS cu spermatoforilor unele substanțe valoroase. Acest lucru este evident din faptul că montă cu un DS de sex masculin (dar nu WS) crește durata de viață de sex feminin lipsit de acces la hrană. În același timp, speranța de viață a DS copulator de sex masculin, dimpotrivă, au o influență negativă. sex masculin WS nu reduce durata de viață, dar, de asemenea, femelele să se împerecheze cu ei, nu trăiesc mai mult virgine.

Poate, în sezonul uscat, atunci când hrana pentru fluturi adulți bărbați pic „cadou“ este instrument important de sex feminin, care îmbunătățește supraviețuirea puilor. Ca urmare, masculii din sezonul uscat devin „resurse limitate“, pentru care femelele trebuie să concureze între ele, ceea ce duce la inversarea rolurilor de gen.

În sezonul ploios femela se oferă. Supraviețuirea puilor nu mai este atât de dependentă de contribuția de sex masculin, astfel selectând „salvați“ l. Acum, masculii mai profitabile pentru a atrage femei, mai puțin de investiții în fiecare link. Prin urmare, deficitul nu este de sex masculin și viața de reproducere la femele. Masculii incep sa concureze pentru femele, care pot popriverednichat acum. Un fenomen similar (inversiune și transformarea rolurilor sexuale la bărbați „selectând“ podea cu o lipsă de hrană) demonstrat experimental Grasshoppers a cărui spermatofor nutrient este un instrument valoros pentru femei mor de foame (D. T. Gwynne & L. W. Simmons, 1990. inversare experimentala a rolurilor curtare într-o insectă).

In noul studiu, Monteiro si colegii ei, publicat in revista BMC Evolutionary Biology, autorii de mirare, nu se aplică în cazul în care polifenizm sezoniere în fluturi B. anynana, de asemenea, asupra percepției lor vizual. Autorii au sugerat ca viziunea poate fi mai dezvoltate în „alege“ sexul, pentru că el are nevoie de o bună înțelegere a nuanțelor de candidați de culoare. „Ademenire“, Pavel, dimpotrivă, poate salva un pic pe ochi și proteinele sensibile la lumina - opsin - pentru că producția lor - este costisitoare, iar fotoreceptorii de insecte consumă o cantitate mare de energie chiar si in repaus.

Cercetătorii larvelor au fost crescute la 27 ° C pentru a obține fluturi WS, și la 17 ° C pentru a aduce fluturi DS. Pentru început, au testat dacă diferitele „elevii“ pe aripile celor două forme de luminozitate ultraviolete de culoare. Sa dovedit faptul că dimorfismul sexual și sezoniere pe această bază este în concordanță cu așteptările teoretice. Cel mai puternic reflectă UV „elevi“ masculilor WS (și lipsit de scrupule) îngrijitori, urmat de DS femele, femelele WS, și în cele din urmă, cele mai multe „sunless elevi“ sunt caracteristice pentru masculi DS (selectabile). Diferențele în cauză nu sunt vizibile pentru ochiul uman: avem toate aceste „elevi“ apar la fel de alb.

Autorii au comparat dimensiunea ochilor, marimea ommatidia (unități elementare ochi complex de insecte) și nivelul de exprimare a tuturor celor trei gene opsin la masculi și femele DS și WS. Deși fiecare dintre cele trei B. anynana opsins specializate la lungimea de unda (astfel încât acestea să poată fi numit „UV“, „albastru“ și „galben-verde“), ei sunt capabili să perceapă radiațiile ultraviolete alb spectru larg reflectate „elev“ ( Fig. 2).

măsurarea ochi este confirmat doar parțial așteptările autorilor. Sa dovedit că masculii ochii sunt întotdeauna mai mari decât femelele, și în cadrul fiecărui gen sunt mai mari decât în ​​WS DS. Numărul de ommatidia supus acelorași legi. Faptul că femeile pretențioși WS ommatidia ochi mai mare și mai mare decât cea a femelelor DS fără discernământ, în conformitate cu așteptările. Dar la bărbați este aceeași, iar acest lucru este contrar așteptărilor. dimensiunea ommatidia a fost cea mai mare în DS de sex masculin discriminatoare (cum era de așteptat) - femele, pe baza nu există diferențe sezoniere fiabile.

Nivelul de exprimare a tuturor celor trei gene opsin in ochii masculilor sa dovedit a fi la fel de mare, indiferent de sezon. Femelele, dimpotrivă, este supusă polifenizmu sezoniere. Femele DS (îngrijire) sunt caracterizate printr-un nivel redus de exprimare a genelor opsin. La femei, WS (alegerea) nivelul la fel de mare ca cea a masculilor. Se pare că, de fapt, femelele „salva“ pe o bună vedere, atunci când acestea nu trebuie să se uite la pete pe aripi de potențiali parteneri. Masculii, cu toate acestea, aceste economii nu au fost observate.

Astfel, așteptările autorilor au confirmat doar parțial. Faceți cunoștință cu așteptările schimbările sezoniere la bărbați ommatidia mărimea și nivelul de exprimare a genelor opsin la femei. Modificări în dimensiunea ochiului și numărul de ommatidia necesită alte explicații. De exemplu, ochii mari WS fluturi poate fi legată de faptul că sezonul ploios este mediul în care trăiesc fluturi în general variată și fluturi ei înșiși mai activ, astfel încât au nevoie de o viziune ascuțite să caute hrană, parteneri și de a evita pericolele. Sau poate că este avantajos să se „salveze“ pe aparatele vizuale scumpe în sezonul uscat, în cazul în care sarcina principală - pentru a supraviețui.

Toate acestea rămâne să fie investigate. Între timp, autorii insista pe presupunerea că dimorfism sexual și structura sezonieră în organele vizuale B. anynana, probabil rezultatul unei interacțiuni complexe între selecția sexuală, „normal“ selecție naturală și o varietate de constrângeri fiziologice și embriologice, îngustarea gama de posibile modificări adaptive ale aparatului vizual .